Ответы на экзаменационные вопросы по гистологии №1 Определение и задачи гистологии Гистология (от греч.Histos – ткань, logos – учеяние) – наука о строении, развитии и жизнедеятельности тканей животных организмов. Гистология вместе с другими фундаментальными медикобиологическими науками изучает закономерности структурной организации живой материи, является одним из подразделений науки о жизни – биологии. Гистологию характеризуют 3 признака : 1материя, которую она изучает, 2- методы, которые она использует, 3-законы,которые она познает. Материалом для гистологии являются ткани животных и человека, клетки, из которых состоят ткани и органы, сформированные из тканей. Гистология исследует филогенез и онтогенез тканей. По своему фундаментальному содержанию гистология рассматривается как фундаментальная наука. Актуальными задачами гистологии являются: - разработка общей теории гистологии, отражающей эволюционную динамику тканей и закономерности эмбрионального и постнатального гистогенеза; - изучение гистогенеза как комплекса координированных во времени и пространстве процессов пролиферации, дифференциации, детерминации, интеграции, адаптивной изменчивости, программированной гибели клеток и др.; - выяснение механизмов гомеостаза и тканевой регуляции (нервной, эндокринной, иммунной), а также возрастной динамики тканей; - изучение закономерностей реактивности и адаптивной изменчивости клеток и тканей при действии неблагоприятных экологических факторов и в экстремальных условиях функционирования и развития, а также при трансплантации; - разработка проблемы регенерации тканей после повреждающих воздействий и методов тканевой заместительной терапии; - раскрытие механизмов молекулярно-генетической регуляции клеточной дифференцировки, наследования генетического дефекта развития систем человека, разработка методов генной терапии и трансплантации стволовых эмбриональных клеток; - выяснение процессов эмбрионального развития человека, критических периодов развития, воспроизводства и причин бесплодия. №2 Основные периоды исторического развития гистологии. 1 период: Накопление первоначальных фактов (1595-1800г), изобретение Янсоном первого микроскопа. Микроскоп увеличивал не более чем в 20 раз, вследствие чего не использовался по назначению. Для исследований использовались одиночные линзы, увеличивающие до 200 раз. Антуан ванн Левенгук изобрел линзы, увеличивающие в 300 раз. Именно он стал основоположником научной микроскопии. Левенгук в капле воды обнаружил много живых существ. Гук, будучи физиком, изготовил более совершенный микроскоп и впервые ввел понятие «Клетка» в 1665 году. Грю, будучи ботаником, изучал части растений, кору, листья, цветы. Систему однородных элементов он назвал тканью в 1682 году. 2 период: В 1800г Франсуа Ксавье, не используя микроскоп, методом мацерации (настаивания), выделил 21 вид тканей и заложил основы гистологии под названием «Микроскопическая анатомия». Майер (1818) и Хойзингер (1821) переименовывают ее в гистологию. В 1838-1839 Шванн формирует клеточную теорию. 3 период: Период борьбы за господство клеточной теории. Под ее влиянием бурно развивается гистология, и на основе ее цитология, гематология, эндокринология, иммунология, патологическая анатомия. Клеточная теория оказала значительное воздействие на общественную жизнь людей того времени. 4 период: В 1945г. Портер и соавторы, исследуя под электронным микроскопом фибробласты, открывают ЭПС и хоронят идею о цитоплазме, как о бесструктурной системе. Новые знания о строении клеток были дополнены информацией об их функции. №3 Гистология как учебная дисциплина, ее содержание. Как учебная дисциплина гистология включает несколько разделов: 1) цитологию — учение о клетке; 2) эмбриологию — науку о развитии зародыша, закономерностях закладки и образования тканей и органов; 3) общую гистологию — учение о развитии, структуре и функциях тканей; 4) частную гистологию, изучающую микроскопическое строение органов и систем органов. Цитоло́гия (греч. κύτος — «вместилище», здесь: «клетка» и λόγος — «учение», «наука») — раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти. Эмбриология (от древнегреческого ἔμβρυον, зародыш, «эмбрион»; и -λογία, -логия) — это наука, изучающая развитие зародыша. Зародышемназывают любой организм на ранних стадиях развития до рождения или вылупления, или, в случае растений, до момента прорастания. Многими учёными, в том числе отечественными, эмбриология определяется более широко, как синоним биологии развития . Гистология (от греч. histos — ткань, logos — учение) жизнедеятельности тканей животных организмов. — наука о строении, развитии Частная гистология служит основой для изучения микроскопического строения морфофункциональных единиц органов и органов в целом. №4 Клеточная теория – теоретическая фундаментальная основа гистологии. Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента живых организмов. Клеточная теория — основополагающая для биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838). Рудольф Вирхов позднее (1858) дополнил её важнейшим положением (всякая клетка происходит от другой клетки). Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерии имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни. Клеточная теория дополнялась и редактировалась с каждым разом. Основные положения клеточной теории: 1) Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития живых организмов, вне клетки жизни нет. 2) Ядро – главная составная часть клетки эукариот. 3) Новые клетки образуются только в результате деления исходных клеток. 4) Клетка – единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование. 5) Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, ткани образуют органы. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих клеток. №5 и Симпласт и синцитий как формы организации протоплазмы. Симпласт – крупное образование, состоящее из цитоплазмы с множеством ядер. Примерами симпластов могут быть мышечные волокна позвоночных, наружный слой трофобласта плаценты. Симпласты возникают вторично за счет слияния отдельных клеток, или же в результате деления одних ядер без разделения цитоплазмы , без цитотомии. Синцитий (соклетия) – первичная надклеточная форма организации жизни, представляющая собой протоплазматическую решетку, в узлах которой лежат ядра. У человека синцитиально связанные между собой клетки сохранились в семеннике, где эти связи синхронизируют развитие сперматоцитов. №6 Характеристика межклеточного вещества. Межклеточное вещество – продукт жизнедеятельности определенных групп клеток.Составная часть соединительной ткани позвоночных и многих беспозвоночных животных, включающая соединительнотканные волокна и аморфное основное вещество, выполняющая механическую, опорную, защитную и трофическую функции. Межклеточное вещество образуется у зародыша из белков, углеводов, липидов, продуцируемых клетками эмбриональной соединительной ткани, начиная со стадии гаструлы. Гистогенез межклеточного вещества продолжается и в постэмбриональном периоде. Наибольшая роль в образовании межклеточного вещества принадлежит фибробластам, хондробластам, остеобластам. Полагают, что в образовании межклеточного вещества волокнистой соединительной ткани могут участвовать гистиоциты, лаброциты (тучные клетки) и другие. Соединительнотканные волокна межклеточного вещества могут быть представлены коллагеновыми, эластическими, ретикулярными, или ретикулиновыми (аргирофильными), и другими волокнами, от чего зависит прочность, эластичность и в определенной степени архитектоника соединительной ткани органов (дерма различных участков кожи, сухожилия, строма кроветворных органов и так далее). Аморфное основное вещество, окружающее соединительнотканные волокна и клетки соединительной ткани, состоит из высокополимерных соединений, от концентрации и состава которых в различных видах соединительной ткани зависят физические, химические и биологические свойства межклеточного вещества (вязкость, гидрофильность, интенсивность метаболических процессов, тургор и другие). Состав волокон и аморфного вещества неодинаков в различных видах соединительной ткани, в различных ее топографических участках межклеточное вещество может быть минерализованным. При этом кристаллы минералов (фосфорнокислый кальций, углекислый кальций и другие) импрегнируют органическую основу межклеточного вещества твердых скелетных тканей (дентин, кость). С возрастом межклеточное вещество претерпевает инволюционные изменения: меняется соотношение основного вещества и волокон — масса волокнистых структур коллагена и плотность его «упаковки» возрастают, а масса основного вещества уменьшается, происходят конденсация эластических волокон, глубокие физико-химические изменения межклеточного вещества. В эксперименте на животных выявлено, что недостаточное питание задерживает развитие возрастных изменений коллагена, а «атерогенная» диета вызывает его постарение. Характером строения межклеточного вещества в значительной мере определяются функциональными особенности тех или иных видов соединительной ткани. Чем плотнее межклеточное вещество, тем сильнее выражена механическая, опорная функция, которая достигает наибольшего развития в костной ткани. Трофическая функция, напротив, лучше обеспечивается полужидким по консистенции межклеточным веществом (интерстициальная соединительная ткань, окружающая кровеносные сосуды). Коллагеновые и эластические волокна, входящие в состав межклеточного вещества, построены из склеропротеинов — коллагена и эластина. Из коллагена состоят и ретикулиновые волокна отличающиеся повышенным содержанием углеводов и наличием липидов. В эластических волокнах имеется микрофибриллярный компонент, отличный от эластина по аминокислотному составу. Этот же компонент образует особую разновидность немногочисленных, сходных с эластическими волокнами межклеточного веществ (окситалановых), волокон резистентных к действию эластазы. Свойства основного вещества определяются преимущественно углеводно-белковыми биополимерами — гликозаминогликанами и гликопротеидами. Наличие гликозаминогликанов придает основному веществу межклеточного вещества выраженную базофильность. Качественные и количественные соотношения этих биополимеров, отличающихся интенсивным метаболизмом, различны в разных видах соединительной ткани. №7 Клетка – главная форма организации протоплазмы. Клетка – ограниченная активной мембраной , упорядоченная система биополимеров, образующих ядро и цитоплазму, участвующих в единой совокупности метаболических и энергетических процессов, осуществляющих поддержание и воспроизведение всей системы в целом. В своем историческом развитии протоплазма приобретает разнообразные формы, среди которых различают первичные и вторичные. Первичной формой протоплазмы является эукариотическая клетка многоклеточных. Это главная, исторически сложившаяся форма организации живой материи, обладающая всеми основными свойствами жизни, имеющая ядро, цитоплазму и цитоплазматические органеллы. Вторичные формы – весь многоклеточный мир. №8 Величина и форма клеток. Факторы их обуславливающие. Величина клетки определяется ядерно-цитоплазматическими отношениями и отношением площади поверхности к объему цитоплазмы, которые должны быть постоянными. Контактное торможение, которое определяет положение и пространство, занимаемое клеткой. Смещение константы ведет либо к делению клетки, либо к ее гибели. Форма клетки: Веретеновидная форма – клетка имеет утолщенную среднюю часть, брюшко, где лежит ядро и основные органеллы и 2 конца, фиксирующие к субстрату. (миоциты внутренних полых органов). Клетка призматической формы находится на поверхности органов , несут защитную функцию, приближены друг к другу (эпителиальные клетки). Клетки шаровидной формы – расположены не плотно и находятся в жидкости (лейкоциты). Клетки звездчатой формы (нейроны). Между формой и содержанием, структурой и функцией имеется диалектическое взаимодействие. Основными структурными компонентами клетки являются: 1) клеточная поверхность (надмембранный комплекс, плазматическая мембрана, подмембранный комплекс); 2) цитоплазма (гиалоплазма, органеллы и включения); 3) ядро (кариолемма, ядрышко, хроматин, кариолимфа). №9 Классификация цитоплазматических органелл. 2.1.2. Классификация органелл цитоплазмы А. Мембранные органеллы 1. За исключением митохондрий, все мембранные органеллы цитоплазмы объединяются в т. н. вакуолярную систему. В последнюю входят следующие органеллы: а) эндоплазматическая сеть (ЭПС), или эндоплазматический ретикулум (1 на рис.3.3) — совокупность плоских мембранных мешков (цистерн), вакуолей и трубочек; б) комплекс (аппарат) Гольджи (2), или пластинчатый комплекс, — несколько скоплений плоских мембранных цистерн, от которых отшнуровываются мелкие пузырьки; в) эндосомы и лизосомы (3) — мембранные пузырьки, содержащие ферменты гидролиза биополимеров (протеазы, нуклеазы, гликозидазы, липазы и т.д.); г) пероксисомы — мембранные пузырьки, содержащие ферменты, которые нейтрализуют пероксид водорода, а также оксидазы — ферменты окисления субстратов непосредственно кислородом. 2. Особняком от вышеназванных структур стоят митохондрии (4) — органеллы, отграниченные (как и ядро) двумямембранами, из которых внутренняя образует многочисленные впячивания (кристы) внутрь митохондрии. Б. Немембранные органеллы Их тоже можно подразделить на две неравные группы. 1. К первой группе относятся гранулярные органеллы; это рибосомы (5) — многочисленные небольшие частицы, состоящие из двух субъединиц рибонуклеопротеидной природы. 2. Вторая группа немембранных органелл — фибриллярные органеллы: I. сократительные структуры — миофибриллы и миофиламенты, II. а также элементы цитоскелета: а) микрофиламенты (МФ) — нити из белка актина (d = 5-7 нм), пронизывающие гиалоплазму в тангенциальномнаправлении (вдоль длинной оси клетки); б) промежуточные филаменты — более толстые нити (d = 10 нм), белковый состав которых различен в клетках разных тканей; в) микротрубочки (МТ) — полые трубки (d = 24 нм) из белка тубулина, имеющие в основном радиальную ориентацию в клетке. 3. Имеются также структуры, производные органелл второй группы. а) Производным МФ является каркас микроворсинок (п. 2.4.1). б) У МТ — производных больше. I. Во-первых, это центриоли (6 на рис. 3.3), каждая из которых представляет собой полый цилиндр, образованный микротрубочками. В клетке обычно содержится пара центриолей (диплосома), причем она входит в состав клеточного центра — органоида общего значения. II. Другое производное МТ — аксонема, служащая каркасом (осевой структурой) ресничек и жгутиков. №10 Клеточная поверхность и ее функции Клеточная поверхность выполняет следующие функции: разграничительная, барьерно-защитная, рецепторная, транспортная, контактная, опорно-механическая, двигательная. Ее основными химическими компонентами являются: липиды (40%), белки (50%) и углеводы (10%). Соотношение этих веществ может варьировать в зависимости от функциональной активности клетки. Надмембранный комплекс – это гликокаликс клетки, образован молекулами олигосахаридов, связанных с интегральными и покровными белками плазмолеммы. В состав гликокаликса входят: мальтоза, глюкоза, галактоза. Они образуют над плазмолеммой гетерополиморфные ветвящиеся цепочки. Гликокаликс осуществляет сортировку макромолекул из межклеточной среды, их удержание. Плазматическая мембрана – образована слоем гидрофильных и гидрофобных липидов. Между липидами вставлены молекулы интегральных и полуинтегральных белков. Снаружи липидного комплекса лежат покровные белки. Плазматическая мембрана имеет каналы для натрия, калия, кальция, хлора и рецепторы к медиаторам, гормонам и цитокинам. Подмембранный комплекс – слой глобулярных белков цитозоля и фиксированных к плазмолемме концов микротрубочек и филаментов клеточного скелета. Производные клеточной поверхности: микроворсинки, реснички и жгутики. Транспорт: 1)Простая диффузия – перемещение веществ по градиенту концентрации. 2)Облегченная диффузия - пассивный транспорт воды из клетки в клетку через специальные каналы. 3)Активный транспорт – перенос веществ с затратой энергии. 4)Экзо- и эндоцитоз. №11 Основные функции клетки. 1)Деление клетки –вид размножения клеток. Наиболее распространенным способом деления соматической клетки является митоз. Во время митоза клетка проходит ряд последовательных стадий, в результате которых каждая дочерняя клетка получает такой же набор хромосом, как и у материнской клетки. 2)Обмен веществ. Основная функция клетки. Из межклеточного вещества в клетку постоянно поступают питательные вещества и кислород, и выделяются продукты распада. Обмен веществ выполняет 2 функции: обеспечение клетки строительным материалом. Из веществ, поступающих в клетку, непрерывно происходит биосинтез белков, углеводов, липидов, из которых впоследствии формируются органеллы. Вторая функция – это обеспечение клетки энергией. (Энергетический и пластический обмен). 3)Раздражимость – реакция на физические и химические воздействия окружающей среды. В возбужденном состоянии разные клетки выполняют свойственные им функции. №12 Синтетический аппарат клетки. Синтетический аппарат клетки обеспечивает синтезы различных веществ и включает ЭПС, кГ и рибосомы. Рибосомы – округлые мелкие, немембранные органеллы, состоящие из двух округлых субъединиц – малой и большой. Каждая субъединица образованы рибосомальной РНК и сложным набором белков. Синтез рРНК и сборка субъединиц происходит в ядрышке, а их объединение – уже в цитоплазме. Рибосомы обеспечивают процесс трансляции белка. Малая субъединица связывается с иРНК, а большая катализирует образование пептидных связей между аминокислотами. Одиночные рибосомы неактивны и для белкового синтеза они объединяются в цепочки, нанизываясь на молекулу иРНК. Так образуются полисомы. Свободные полисомы синтезируют белки, которые диффузно распределяются в гиалоплазме. Синтез мембранных белков, лизосомальных белков и секреторных белков, которые будут выведены за пределы клетки, осуществляют полисомы, прикрепленные к ЭПС. При синтезе секреторных и лизосомальныз белков используется особый механизм, который позволяет полипептидной цепи проникать внутрь полости ЭПС. После завершения синтеза молекула приобретает вторичную и третичную структуру и выйти наружу уже не может. Синтез таких белков начинается с особого участка – сигнального пептида. Благодаря ему рибосома соединяется с рибофорином – белком, который встроен в мембрану ЭПС. В присоединении участвует еще и специальный мембранный рецептор ЭПС. После присоединения рибосомы рибофорин приобретает форму канала, через который проходит синтезируемая полипептидная цепь. Когда белковая молекула готова, сигнальный участок отсоединяется. Если синтезируется мембранный белок, то в полипептидной цепи оказывается еще один участок, который заякоривает белковую цепь в мембране. ЭПС представляет собой сложную систему мембранных полостей. Обычно в форме плоских цистерн, распределенных по всей клетке. Есть два типа ЭПС – гранулярная и агранулярная. К поверхности грЭПС прикрепляются полисомы. Итак, главные функции грЭПС: синтез, химическая модификация, накопление и транспортировка белков. Агранулярная ЭПС является продолжением грЭПС, но лишена я ЭПС является продолжением грЭПС, но лишена рибосом и имеет иной набор белков-ферментов. аЭПС – трубчатыми каналами. У нее множество функций: 1. Синтез липидов и холестерина, поэтому ее много в клетках, синтезирующих стероидные гормоны и жиры. 2. Синтез гликогена (клетки печени) 3. Детоксикация вредных веществ (лекарственные препараты, алкоголь, токсины) 4. Накопление Са2+, необходимого для сокращения мышечных клеток. От ЭПС отшнуровываются транспортные пузырьки, содержащие синтезированные вещества, перемещаются в сторону комплекса Гольджи и сливаются с ним. Комплекс Гольджи – мембранная органелла, представленная диктиосомами (стопка из 3-10 плоских цистерн). Диктиосома имеет незрелую поверхность, обращенную к ЭПС (цис-) и зрелую, обращенную к плазмолемме (транс-). С цис-поверхностью сливаются транспортные мембранные пузырьки, содержащие продукты синтеза, которые отшнуровываются от ЭПС. Вещества, попавшие в полости кГ, направляются в различные части диктиосомы, где подвергаются процессингу. Это химические превращения молекул – к ним могут присоединяются сахара, сульфатные и фосфатные группы, белковые молекулы могут частично расщепляться и т.д. От боковых участков кГ отшнуровываются гидролазные пузырьки, заполненные гидролитическими ферментами. Из них формируются лизосомы. Функции кГ: 1. Синтез полисахаридов и гликопротеинов (слизь, гликокаликс). 2. Процессинг молекул 3. Накопление продуктов синтеза, их упаковка и транспортировка. 4. Формирование лизосом. , №13 ГЭРЛ-система и поток мембран в клетке. ГЭРЛ (Г — Гольджи, Р- эндоплазм.ретикулом, Л -лизосомы) — — система и поток мембран в клетке: синтетический и транспортный компармент клетки, связанный с потоком мембран клеток. Чем активней клетка, тем активней поток. Мембранный транспорт, или мембранный поток («membrane flow»), является необходимым для обмена веществ между различными клеточными органеллами. В настоящее время для описания этого процесса принята следующая модель: 1) Внутриклеточный транспорт является направленным; транспорт от эндоплазматического ретикулума через аппарат Гольджи к лизосомам, эндосомам или клеточной поверхности называется антероградным; транспорт в обратном направлении — ретроградным . 2) Транспортный путь проходит через ряд отдельных компартментов, перенос вещества между которыми осуществляется преимущественно с помощью окаймленных мембранных пузырьков . В клетке существует несколько типов окаймляющих белков и, соответственно, несколько типов окаймленных пузырьков, курсирующих между определенными компартментами. 3) Не все органеллы способны к прямому обмену пузырьками, например, транспорт между эндоплазматическим ретикулумом и эндосомами, лизосомами и плазматической мембраной может быть осуществлен только через аппарат Гольджи . 4) Процесс, в результате которого нужные вещества направляются в соответствующие компартменты, называют сортингом («sorting»). №14 Митохондрии и их энергетические функции. Митохондрии – органеллы синтеза АТФ. Их основная функция связана с окислением органических соединений и использованием освобождающейся при распаде этих соединений энергии для синтеза молекул АТФ. Форма и размеры митохондрий митохондрий животных клеток разнообразны и их количество в клетках варьирует от единиц до сотен. Основная функция митохондрий – синтез АТФ, происходящий в результате процессов окисления органических субстратов и формирование АДФ. Начальные этапы этих сложных процессов совершаются в гиалоплазме. Здесь происходит первичное окисление субстратов (например сахаров до ПВК с одновременным синтезом небольшого количества АТФ. Эти процессы совершаются при отсутствии кислорода. Все последующие выработки энергии (дыхание) – анаэробное окисление и синтез основной массы АТФ осуществляется с потребление кислорода и локализ. внутри митохондрий. При этом происходит дальнейшее окисление пирувата и других субстратов энергетического обмена с выделение углекислого газа и переносом протонов на их акцепторы. Эти реакции осуществляются с помощтю ряда ферментов ЦТК, которые локализированы в матриксе митохондрий. В мембранах крист митохондрий располагаются системы дальнейшего переноса электронов и сопряженного с ним фосфорилирования АДФ. При этом происходит перенос электронов с одного белка-акцептора электронов к другому и,наконец, связывание их с кислородом, вследствие чего образуется вода. Одновременно с этим часть энергии, выделяемой при таком окислении в цепи переноса электронов запасается в виде макроэргической связи при фосфорилировании АДФ, что приводит к образованию большого количества молекул АТФ. Именно на мембранах крист митохондрий происходит процесс окислительного фосыорилирования с помощью здесь расположенных белков цепи окисления и ферментов фосфорилирования АДФ, АТФ-синтетазы. №15 Пищеварительный аппарат клетки – лизосомы. Класс шаровидных структур, ограниченных одиночной мембраной. Характерным признаком является наличие в них гидролитических ферментов – гидролаз (протеинкиназы, липазы), расщепляющих различные биополимеры. Можно выделить 3 типа лизосом: первичные, вторичные и остаточные тельца. Первичные лизосомы – мелкие мембранные пузырьки, заполненные бесструктурным веществом, содержащим гидролазы, в т.ч. и фосфатазу, которая является маркерным лизосомным ферментом. Местом синтеза фосфатазы является гранулярная ЭПС, затем этот фермент появляется в проксимальных участках диктиосом, а затем в мелких везикулах по периферии диктиосом и, наконец, в первичных лизосомах. Вторичные лизосомы – вторичные пищеварительные вакуоли, формируются при слиянии первичных лизосом с фагосомами (фагоцитарными вакуолями) или пиноцитозными вакуолями, образуя гетерофагосомы. Вещества, попавшие в состав вторичной лизосомы, расщепляются гидролазами до мономеров, которые транспортируются через мембрану лизосом в гиалоплазму где они включаются в обменные процссы. Расщепление, переваривание биогенных молекул внутри лизосом может идти в ряде клеток не до конца. В этом случае в полостях накапливаются непереваренные продукты. Такая лизосома называется остаточным тельцем. №16 Регуляция синтеза белка в клетке Биосинтез белка – многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из а/к остатков, происходящий на рибосомах клеток живых организмов с участием молекул мРНК и тРНК. Биосинтез можно разделить на 3 стадии: транскрипция, процессинг и трансляция. Во время транскрипции происходит считывание генетической информации, зашифрованной в молекулах ДНК, и запись этой информации в молекулы и РНК. В ходе ряда последовательных стадий процессинга из мРНК удаляются некоторые фрагменты, ненужные в последующих стадиях, и происходит редактирование нуклеотидных последовательностей. После транспортировки когда из ядра к рибосомам происходит собственно синтез белковых молекул путем присоединения отдельных а/к остатков к растущей полипептидной цепи. Процессинг РНК: Между транскрипцией и трансляцией молекула мРНК претерпевает ряд изменений, которые обеспечивают созревание функционирование матрицы для синтеза полипептидной цепочки. К 5’ концу присоединяется кэп (модифицированный гуаниновый нуклеотид, который добавляется на 5’ (передний) конец незрелой матричной рибонуклеиновой кислоты), а к 3’ концу поли – А- хвост, который увеличивает длительность жизни иРНК. С появлением процессинга в эукариотической клетке стало возможно комбинирование экзонов гена для получения большего разнообразия белков, кодируемых единой последовательностью нуклеотидов ДНК. Трансляция: заключается в синтезе полипептидной цепи в соответствии с информацией, закодированной в мРНК. А/к последовательность выстраивается при помощи тРНК, которые образуют комплексы с а/к. Каждой а/к соответствует своя тРНК, имеющая соответствующий антикодон, «подходящий» к кодону мРНК. Во время трансляции рибосома движется вдоль мРНК, по мере этого наращивается полипептидная цепь. Энергией биосинтез белка обеспечивается за счет АТФ. Готовая белковая молекула затем отщепляется от рибосомы и транспортируется в нужное место клетки. Для достижения своего активного состояния некоторые белки требуют дополнительной посттрансляционной модификации. №17 Строение и функции ядра Ядро – система генетической детерминации и регуляции белкового синтеза. Функции ядра:Хранение и поддержание наследственной информации в виде неизменной структуры ДНК . В ядре происходит воспроизведение и редупликация молекул ДНК, что дает возможность при митозе двум дочерним клеткам получить совершенно одинаковые в качественном и количественном отношении объемы генетической информации. Вторая функция – создание аппарата белкового синтеза. Это не только синтез, транскрипция на молекулах ДНК разных иРНК, но и транскрипция всех видов тРНК и рРНК. В ядре происходит образование субъединиц рибосом. Структура ядра:Ядрышко – имеет величину от 1-5 мкм, очень богаты РНК, базофильны, не является самостоятельной структурой или орагнеллой. Ядрышко является местом образования рРНК и рибосом, на которых происходит синтез полипептидных цепей в цитоплазме. Образование ядрышек и их число связаны с активностью и числом определенных участков хромосом – ядрышковых организаторов, которые расположены большей частью в зонах вторичных перетяжек. Вокруг ядрышек есть зона конденсированного хроматина. Схема участия ядрышек в синтезе цитоплазматических белков: на ДНК ядрышкового организатора образуется предшественник рРНК, который в зоне ядрышка одевается белком, здесь происходит сборка рибонуклеопротеидных частиц – субъединиц рибосом; субъединицы, выходя из ядрышка, участвуют в синтезе белка. Ядерная оболочка – состоит из внешней ядерной мембраны и внутренней мембраны оболочки, разделенных перинуклеарным пространством или цистерной ядерной оболочки. Ядерная оболочка содержит ядерные поры. Внешняя мембрана ядерной оболочки непосредственно контактирующая с цитоплазмой клетки, имеет ряд структурных особенностей, позволяющих отнести ее к собственно мембранной системе ЭПС: на ней со стороны гиалоплазмы расположены многочисленные полирибосомы , а сама внешняя ядерная мембрана может прямо переходить в мембраны ЭПС. Внутренняя мембрана связана с хромосомным материалом ядра. Кариоплазма(от карио... и плазма), кариолимфа, ядерный сок, содержимое клеточного ядра, в к-рое погружены хроматин, ядрышки, а также различные внутриядерные гранулы. После экстракции хроматина химич. агентами в К. сохраняется т. н. внутриядерный матрикс, состоящий из белковых фибрилл толщиной 2-3 нм, к-рые образуют в ядре каркас, соединяющий ядрышки, хроматин, поровые комплексы ядерной оболочки и др. структуры. №18 Способы репродукции протоплазмы Можно выделить несколько источников и способов обновления живой материи. Главным является клеточный камбий, а в его составе стволовые клетки. Большинство стволовых клеток находится в клеточном цикле. Каждая стволовая клетка способна совершить от 50 до 65 циклов. Всякий раз из нее образуются 2 клетки. Одна из них вступает в фазу G0, получает программу развития, дифференцируется и функционирует в составе органа, другая сохраняя свойства стволовой клетки, превращается в GI. Другим источником репродукции являются дифференцированные клетки органов, не имеющие стволовых. Здесь каждая делящаяся клетка дает 2, получающие обе программы развития. Образующиеся клетки называют дочерними. Например, все дифференцированные гепатоциты сохраняют способность к пролиферации, благодаря чему печень обладает хорошими регенеративными способностями. Клетки, утратившие способность к делению, обновляют живую материю с помощью эндорепродукции, т.е их новая протоплазма образуется в прежней форме. Это двуядерные клетки, которые могут возникать с помощью абортивного митоза, так и митоза. Соматическая протоплазма возникает наиболее часто при атипичных формах митоза – полицентрическом и моноцентрическом. П. митозы характерны для мегакариоцитов красного костного мозга. Единственным полноценным способом воспроизводства клеток является митоз. №19 Жизненный цикл клетки Делящиеся и неделящиеся клетки. Митоз. Дифференцировка и специализация клеток. Этапы жизненного цикла специализированной клетки. Некроз и апоптоз. Регуляция численности клеток в организме. До сих пор много тайн клетки остаются неразгаданными. Загадочным во многом остается и запрограммированный генетически алгоритм ее жизни, названный жизненным циклом клетки (клеточным циклом). Жизненный цикл клетки (рисунок 1) начинается с момента ее образования после деления родительской клетки и заканчивается либо новым делением, либо превращением в специализированную клетку. Рисунок 1. Жизненный цикл клетки: 1 интерфаза; 2 митоз; 3 дифференцировка; 4 - функционирование специализированной клетки Большинство клеток продолжает делиться. Им свойственен клеточный цикл, состоящий из периодически повторяющихся стадий: так называемой интерфазы (1) – этапа подготовки к делению и непосредственно процесса деления – митоза (2). К этапам дифференцировки (3) и функционирования специализированной клетки (4) мы вернемся чуть позже. На стадии подготовки к делению происходит удвоение генетического материала (редупликация ДНК). Масса клетки во время интерфазы увеличивается до тех пор, пока она примерно вдвое не превысит начальную. Отметим, что сам процесс деления намного короче этапа подготовки к нему: митоз занимает примерно 1/10 часть клеточного цикла. Цикличность (периодическое повторение) стадий интерфазы и митоза можно проиллюстрировать на примере фибробластов – одного из видов клеток соединительной ткани (рисунок 2). Так, нормальные фибробласты эмбриона человека размножаются приблизительно 50 раз. Каков генетически запрограммированный предел возможных делений клетки – это одна из неразгаданных тайн биологии. Рисунок 2. Цикличность стадий интерфазы и митоза: 1 - интерфаза, стадия подготовки к митозу; 2 - митоз (деление клетки) Жизненный цикл клеток базального слоя эпидермиса в обычных условиях составляет 28-60 дней. При повреждении кожи (конкретнее – при повреждении мембран и разрушении клеток эпидермиса под воздействием внешних факторов) выделяются особые биологически активные вещества. Они значительно ускоряют процессы деления (это явление называется регенерацией), именно поэтому ранки и ссадины так быстро заживают. Максимальной регенеративной способностью обладает эпителий роговицы: одновременно в стадии митоза находятся 5-6 тысяч клеток, продолжительность жизни каждой из которых 4-8 недель. Хотя все клетки появляются путем деления предшествующей (материнской) клетки (“Всякая клетка от клетки”), не все они продолжают делиться. Клетки, достигшие некоторой стадии развития при дифференцировке, могут терять способность к делению. Дифференцировка – возникновение различий в процессе развития первоначально одинаковых клеток, приводящее к их специализации. Процесс дифференцировки заключается в последовательном считывании и использовании наследственной информации, что обеспечивает синтез различных белков (в первую очередь ферментов), характерных для данного вида клеток. Другими словами, различия между клетками определяются набором белков, синтезируемых в клетках определенного вида. Различия между клетками определяются набором синтезируемых в них белков. При дифференцировке набор хромосом в клетке не меняется, изменяется лишь соотношение активных и неактивных генов, кодирующих различные белки. Существуют два типа регуляции экспрессии (активации или блокирования) генов: Кратковременная адаптивная активация (реже блокирование), зависящая, в частности, от концентрации вещества, включающегося в обмен веществ (исходного вещества или продукта метаболизма). Этот механизм выработался эволюционно как приспособительная реакция и особенно ярко проявляется у животных (например, быстрый синтез пигментов у хамелеона в зависимости от условий). Длительное (в течение всей жизни клетки и/или многих генераций клеток!) блокирование или активация гена, возникающее в ходе клеточной дифференцировки. Например, в ДНК любой клетки желудка есть ген, отвечающий за синтез белков, из которых состоит ноготь. Но он необратимо блокирован гистонами и другими белками (этот участок ДНК плотно упакован), что никогда не позволит считывать с него информацию. Поэтому в желудке не растут ногти; а гены, ответственные за синтез гемоглобина, функционируют только у молодых форм эритроцитов, но не действуют в зрелых эритроцитах или других клетках. На рисунке 1. цифрами 3 и 4 отмечены этапы дифференцировки и активного функционирования специализированной клетки. Нервные клетки мозга, однажды возникнув, уже не делятся. В течение жизни число нейронов постепенно уменьшается. Поврежденные ткани мозга неспособны восстанавливаться путем регенерации. Однако изначально число нейронов в мозге настолько велико, что до конца жизни человека они способны поддерживать необходимые связи в нервной системе. В качестве примера клеток, неспособных к делению, можно рассмотреть эритроциты. Как известно, эритроциты в процессе специализации теряют ядро, следовательно, не имеют в своем составе ДНК. Возникают эритроциты из так называемой стволовой клетки костного мозга. Клеткойпредшественницей(стволовой клеткой) называют клетки кроветворной ткани, которые на протяжении всей жизни человека сохраняют способность делиться и, тем самым, поставлять дочерние клетки, которые в дальнейшем будут специализироваться в одном направлении и замещать погибшие клетки. Срок жизни и активного функционирования эритроцитов невелик (около 4 месяцев), затем они разрушаются, в основном в селезенке. Этапы жизни специализированной клетки, неспособной к делению (нейрона, эритроцита), условно можно изобразить на оси времени линией, разделенной на несколько отрезков ( рисунок 3 ). Эти отрезки дают представление о временном соотношении периодов жизни такой клетки: рождения, созревания и активного функционирования, угасания (старения) и естественной гибели. Рисунок 3. Этапы жизненного цикла специализированной клетки: 1 - рождение в процессе деления материнской клетки; 2 созревание и дифференцировка; 3 активное функционирование; 4 угасание (старение); 5 - запрограммированная клеточная гибель Время протекания каждого этапа и продолжительность жизненного цикла для однотипных клеток в нормальных условиях практически одинаковы. Продолжительность жизненного цикла однотипных клеток в нормальных условиях практически одинакова. Например, эритроциты живут 90-125 дней, а тромбоциты – всего 4 суток. Это говорит о том, что клетки используют для отсчета времени своей жизни некий механизм, алгоритм, заложенный в них природой. И в каждый момент жизни клетка строго следует законам, продиктованным этим алгоритмом. На всех этапах клеточного цикла варьируют значения некоторых параметров жизнедеятельности клетки, и, в частности, отмечается различная скорость и интенсивность протекания процессов метаболизма( рисунок 4 ). Это обусловлено, в первую очередь, непрерывно меняющейся активностью ферментов, благодаря которым протекают все реакции в клетке. Ферменты могут синтезироваться в клетке “по мере надобности”, активироваться, временно блокироваться или полностью разрушаться (подробнее о ферментах будет сказано позже). Рисунок 4. Интенсивность метаболизма на различных этапах жизни клетки: 1 рождение; 2 созревание и дифференцировка; 3 активное функционирование; 4 угасание (старение); 5 - запрограммированная клеточная гибель Рассмотрим подробнее наиболее характерные процессы, происходящие на каждом из этапов клеточного цикла. Рождение. Отправным моментом жизни любой клетки (кроме половой, для которой характерен мейоз) считают деление материнской клетки с образованием двух идентичных дочерних – митоз (от греческогоmitos – нить). Во время митоза основная задача материнской клетки – поровну передать равноценный в количественном и качественном отношении генетический материал дочерним клеткам. Митоз часто называют “танцем хромосом”. Каждая следующая фигура в этом танце не случайна, здесь нет ни одного лишнего или бессмысленного “па” – это еще один четкий, выверенный природой алгоритм. В. Дудинцев в романе “Белые одежды” так описывает процесс деления клетки: “Хромосомы шевелились, как клубок серых червей, потом вдруг выстроились в строгий вертикальный порядок. Вдруг удвоились – теперь это были пары. Тут же какая-то сила потащила эти пары врозь, хромосомы подчинились, обмякли, и что-то повлекло их к двум разным полюсам.” Деление клетки на две идентичные (митоз) характеризуется сменой нескольких морфологически и физиологически различающихся стадий ( рисунок 5 ). На первой стадии митоза хроматин плотно упаковывается (этот процесс называется суперспирализацией хроматина) с образованием хромосом (1). Каждая хромосома состоит из двух идентичных половинок (хроматид) – будущих дочерних хромосом. Затем при сокращении так называемого веретена деления (2), представляющего собой комплекс микротрубочек и микрофибрилл, дочерние хромосомы расходятся, буквально подтягиваются нитями веретена деления к противоположным полюсам клетки. После окончательного расхождения дочерние хромосомы вновь раскручиваются, превращаясь в длинные и тонкие нити хроматина (3). Веретено деления исчезает, хроматин в дочерних клетках окружается ядерной оболочкой, и между дочерними клетками образуется поперечная перетяжка (4) из клеточных мембран. Рисунок 5. Последовательность стадий митоза (схема): 1 хромосомы; 2 веретено деления; 3 хроматин; 4 - поперечная перетяжка Хромосомы, как мы уже говорили, представляют собой максимально плотно упакованные нити ДНК, с которых на этапе деления невозможно считывание информации. Соответственно, на этапе деления не происходит биосинтеза белка, интенсивность процессов метаболизма минимальна, транспорт веществ в клетку и из нее практически равен нулю. Все процессы в делящейся клетке направлены на выполнение главнейшей задачи – максимально точно, без искажения, передать генетическую информацию дочерним клеткам, – в ущерб второстепенным (на данном этапе!) функциям. Созревание. В этот период происходит дифференцировка клеток и становление ключевых ферментных систем. Клетка готовится выполнять предназначенные природой функции, постепенно активизируя свой обмен веществ. Активное функционирование. Интенсивность реакций метаболизма и нимэнергетического обмена в это время максимальны. сопряженного с В период активного функционирования интенсивность обмена веществ в клетке максимальна. Процессы в клетке направлены на обеспечение постоянства внутренней среды и выполнение специфических функций: нейрон воспринимает и передает нервный импульс, эритроцит переносит кислород и так далее. Угасание (старение). Этот процесс запрограммирован генетически и, в первую очередь, проявляется уменьшением выработки и активности ферментов в клетке. При этом замедляются биохимические реакции, тормозится метаболизм и энергетический обмен. Период старения клетки характеризуется уменьшением выработки и активности ферментов. Стареющие клетки, как правило, имеют неудвоенное количество ДНК, но сохраняют жизнеспособность и некоторую метаболическую активность в течение определенного времени. Естественная гибель клетки (апоптоз). К сожалению, до сих пор процесс естественной гибели клеток до конца не изучен. Известно, что в клетке из-за блокирования ферментов прекращается синтез белка, а нет белка – нет и жизни. Морфологически апоптоз характеризуется разрушением ядра и цитоплазмы. “Осколки” погибшей клетки поглощаются и перерабатываются специальными клетками иммунной системы – фагоцитами. Но ведь клетки могут погибнуть и под воздействием случайных факторов (механических, химических и любых других). Случайная гибель клеток (а также ткани, органа) в биологии называется некрозом. Важно то, что естественная клеточная гибель (апоптоз) в отличие от некроза не вызывает воспаления в окружающих тканях. Апоптоз не вызывает воспаления в окружающих тканях. В организме запрограммированная клеточная гибель выполняет функцию, противоположную митозу, и, тем самым, регулирует общее число клеток в организме. Апоптоз играет важную роль в защите организма при вирусных инфекциях. В частности, иммунодефицит при ВИЧ-инфекции определяется нарушениями в контроле апоптоза. Теперь, когда мы рассмотрели все этапы жизненного цикла клеток, коротко остановимся на процессах регуляции численности клеток в организме. Во время эмбриогенеза (первого этапа внутриутробного развития) число клеток постоянно возрастает, причем в геометрической прогрессии ( рисунок 6 ). Зигота, образовавшаяся после слияния яйцеклетки и сперматозоида, делится с образованием двух дочерних клеток. Затем, в результате последовательных делений, образуются четыре, восемь, шестнадцать клеток и так далее. Параллельно с увеличением численности на этапе эмбриогенеза происходит дифференцировка клеток – так образуются ткани (смотри лекцию Ткани, их строение и функции). Во взрослом организме общая численность клеток стабильна, она остается практически неизменной на протяжении многих лет ( рис. 7). Это происходит за счет уравновешивания процессов возникновения новых клеток (митоза) и гибели клеток, естественной (апоптоза) или случайной (некроза). При смещении равновесия, например, гибели большого количества клеток в результате травмы или другого негативного воздействия, включаются механизмы регенерации (увеличение интенсивности деления клеток для замещения погибших), о которых уже было сказано. Таким образом, общая численность клеток поддерживается практически на постоянном уровне. № 20 Клеточный цикл и его фазы Клеточный цикл состоит из митоза и интерфазы. Митоз начинается с профазы. В профазе происходит спирализация хромосом, образование нитчатых структур. Хроматин конденсируется в хромосомы и полностью исчезает. Исчезает ядрышко. В конце профазы разрушается кариолемма. В цитоплазме распадается и исчезает ЭПС и к.Гольджи, прекращается образование РНК и синтез белка. Лизосомы и митохондрии сохраняются и начинает формироваться аппарат деления. Прометафаза: движение хромосом к полюсам клетки. Метафаза: Свободнолежащие хромосомы мигрируют к экватору клетки и образуют фигуру, которую называют экваториальной пластинкой. Кинетохоры хромосом у полюсов ядра связываются с микротрубочками. Стадию метафазы называют одиночной звездой – монастер или материнской звездой. Каждая хромосома состоит из сестринских гомологичных хроматид, полностью разделенных, исключая район кинетохора. Далее происходит разделение кинетохора. Анафаза: Поделившиеся материнские хромосомы начинают мигрировать к полюсам клетки. По экватору клетки появляется борозда деления, знаменующая начало цитотомии. Телофаза: Реконструкция ядра и образование новых клеток. После стабилизации хромосом на полюсах клетки начинается процесс реконструкции ядерной оболочки. Деконденсация хромосом, появляются глыбки хроматина, формируется ядрышко. Интерфаза G1 : Образование РНК, синтез белка, рост клетки. В этой фазе клетка задерживается в точке рестрикции и может находиться в ней долго. Для преодоления этой точки нужен специальный белок. S: В эту фазу попадает диплоидная клетка, имеющая хромосомы. Синтез ДНК. Клетка становится тетраплоидной. G2: Образование АТФ. Синтез белков-тубулинов для сборки микротрубочек и веретена деления. №21 Хромосомы и их организация. Хромосомный набор человека. Хромосомный набор или кариотип, в диплоидном количестве содержат соматические клетки и в гаплоидном – половые. В наборе различают автосомы, ответственные за все признаки организма, исключая принадлежность к полу. Хромосомный набор контролируют 3 закона: Закон постоянства числа хромосом: Диплоидный набор у человека состоит из 46 хромосом. Среди 46 – 23 наследуются по материнской и 23 по отцовской линии и являются гомологичными ( кроме х и у). Закон постоянства формы хромосом: парные отцовские и материнские хромосомы имеют одинаковую форму. Различают метацентрические, субметацентрические, акроцентрические. Некоторые хромосомы имеют сателлит и поперечную исчерченность. Закон постоянства величины хромосом: Хромосомы набора имеют разную величину. Самую большую величину имеют хромосомы первой пары, самую малую из аутосомного состава – 22 пара. Наименьшие размеры имеет у-хромосома. Хромосомы образованы из ДНК, гистонов и негистоновых белков. Гистоны необходимы для укладки, компактизации нитей ДНК в хромосомы. Основу хромосомы составляет двойная спираль ДНК. Первый уровень ее укладки – нуклеосомный (отрезки ДНК связываются в глобулы гистонов). Нуклеомерный формирование петель из молекул ДНК. Хромонемный – образование нитей. Хроматиды – нитчатые хромонемы составляющие структуру хроматиды. №22 Паранекроз, дистрофия и смерть клетки. Апоптоз и некроз. Паранекроз – совокупность неспецифических обратимых изменений цитоплазмы, возникающих под действием различных агентов. При паранекрозе в цитоплазме происходит разрушение белковых тел, ее обводнение и увеличение сорбционных свойств. Важным признаком паранекроза так же считают изменение кислотно-щелочного равновесия. Среда клетки меняется на кислую. Поврежденные клетки резко снижают митотическую активность, часто задерживаются на разных стадиях митоза, главным образом из-за нарушения митотического аппарата, очень чувствительного к изменениям внутренней среды. Повреждение клеток внешними и внутриорганизменными факторами может привести к нарушениям регуляции их метаболизма. При этом происходит интенсивное отложение или наоборот, резорбция ряда клеточных включений. Кроме того наблюдается нарушение регуляции проницаемости клеточных мембран, что приводит к вакуолизации мембранных органелл. Такие изменения называются дистрофией. При необратимых повреждениях клетки гибнут. В самом начале изменения клеток имеют характер обратимых , паранекротических. Отличие состоит в том, что после снятия воздействия они не исчезают, а прогрессируют. Явным признаком клеточной гибели является активация внутриклеточных гидролитических ферментов. Они активируются в гиалоплазме и начинают расщепление белков, липидов. При этом разрешается внутриклеточная мембрана. Это приводит к лизису. Апопто́з (греч. απόπτωσις — опадание листьев) — программируемая клеточная смерть, регулируемый процесс самоликвидации на клеточном уровне, в результате которого клетка фрагментируется на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро (в среднем за 90 минут[1])фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции. Морфологически регистрируемый процесс апоптоза продолжается 1—3 часа.[2]Одной из основных функций апоптоза является уничтожение дефектных (повреждённых, мутантных, инфицированных) клеток. В многоклеточных организмах апоптоз к тому же задействован в процессах дифференциации и морфогенеза, в поддержании клеточногогомеостаза, в обеспечении важных аспектов развития и функционирования иммунной системы. Апоптоз реализует гены летальности, функции которых активируют внеклеточные факторы, среди которых преимущественное значение имеют оксид азота и цитоксины. Гены, вызывающие апоптоз и блокирующие его, локализуются в ядре, на мембранах ЭПС и митохондриях. Изменения начинаются с ядра. Гетерохроматин собирается в крупные электронно-плотные агрегаты , мигрирующие в цитоплазму. Поверхность клетки вследствие гибели элементов цитоскелета становится неровной, ЭПС и митохондрии вакуолизируются и их мембраны фрагментируются. Процесс кончается образованием апоптозных тел, которые поглощаются макрофагами. Некро́з (от греч. νεκρός — мёртвый), или омертве́ние — это патологический процесс, выражающийся в местной гибели ткани в живом организме в результате какого-либо экзо- или эндогенного её повреждения. Некроз проявляется в набухании, денатурации и коагуляции цитоплазматических белков, разрушении клеточных органелл и, наконец, всей клетки. Наиболее частыми причинами некротического повреждения ткани являются: прекращение кровоснабжения (что может приводить к инфаркту, гангрене) и воздействие патогенными продуктами бактерий или вирусов (токсины, белки, вызывающие реакции гиперчувствительности, и др.). №23 Способы и уровни адаптации клетки Молекулярный уровень – соматическая полиплоидизация клетки. Субклеточный уровень – гиперплазия цитоплазматических органелл. При физических нагрузках в мышечных волокнах увеличивается количество миофибрилл. Клеточный уровень – осуществляется путем увеличения числа клеток (пролиферация), замена одних клеток на другие (метаплазия). №24 Информация положения, детерминация, дифференцировка и специализация клеток. Внешняя среда, устанавливающая число и качество работающих генов, называется информацией положения или позиционной формацией. (сигналы, сообщающие клетке об ее положении). Позиционная информация может быть: химической (для полной регенерации кости необходимо поступление достаточного количества кислорода). При неправильном наложении гипсовой повязки развивается ложный сустав. Гальванический фактор: обеспечивает направленность векторов гальванических полей, по которым идет рост конечностей. Контактная информация (результат взаимодействия м/д собой отдельных клеток и клеточных групп. Совокупность факторов, обеспечивающих эмбриональную индукцию, которая реализуется чаще всего через контактное взаимодействие, например влияние хорды на развитие НС. При детерминации тканевых клеток происходит стойкое закрепление их свойств, вследствие чего ткани теряют способность к взаимному превращению (метаплазии). В биологиидетерминация — это процесс определения дальнейшего пути развития клеток. Дифференцировка клеток — процесс реализации генетически обусловленной программы формирования специализированного фенотипаклеток, отражающего их способность к тем или иным профильным функциям. Иными словами, фенотип клеток есть результат координированнойэкспрессии (то есть согласованной функциональной активности) определённого набора генов. В процессе дифференцировки менее специализированная клетка становится более специализированной. Например, моноцит развивается вмакрофаг, промиобласт развивается в миобласт, который образуя синцитий, формирует мышечное волокно. Деление, дифференцировка иморфогенез— основные процессы, путём которых одиночная клетка (зигота) развивается в многоклеточный организм, содержащий самые разнообразные виды клеток. Дифференцировка меняет функцию клетки, её размер, форму и метаболическую активность. №25 Компетентные и коммитированные клетки, конститутивные и индуцибельные гены. Клетки, способные реагировать на информацию положения, становятся компетентными. Под ее влиянием геном разделяется на гены экспрессированные и репрессированные. Экспрессированные – рабочие, репрессированные – нерабочие. Среди экспрессированных генов имеются конститутивные, однотипные для всех клеток данного вида. Конститутивные гены отвечают за общие признаки жизни и организуют обмен веществ. Другие экспрессрованные гены называются индуцибельными. Они специфичны для клеток, т.е. определяют характерные для нее структурные и функциональные признаки. №26 Происхождение тканей. Теории тканевой эволюции; роль факторов внешней среды Принято считать, что в организме имеется 4 первичные функции и в отношении каждой формируется присущий только ей тип ткани (А.А. Заварзин) Функции: 1 – Пограничная или разграничительная, в направлении ее формируются ткани, имеющие прямой контакт с внешней средой, выполняют защиту от внешних воздействий, получают из внешней среды трофический материал и выводят из нее остаточные продукты метаболизма. Это эпителиальные ткани. 2 – Вторая функция организует внутреннюю среду. В направлении этой функции образуются ткани, формирующие мягкие и твердые скелеты, основу интерстиция органов, защитные и циркуляторные системы организма. Эти ткани развиваются из одного источника – мезенхимы и поэтому называются мезенхимными или тканями внутренней среды, соед. тканями. 3 – Третья функция обеспечивает подвижность, является одним из главных признаков жизни. В направлении ее формируются мышечные ткани. Они делают возможным перемещение тела в пространстве и определяют моторику внутренних органов. 4 – Четвертая функция обогащает живые системы способностью отвечать на раздражители адекватной реакцией и передавать возбуждение на исполнительные органы. В направлении этой функции развивается нервная ткань. 4 типа тканей, возникшие у первых многоклеточных, в последствии у всех представителей животного мира развивались параллельно. Это значит, что у современного животного и человека имеется 4 типа тканей. №27 Определение и классификация тканей. Ткань – исторически сложившаяся система клеточных и неклеточных элементов, объединенных общностью происхождения, строения и функций. Первая группа: ткани общего характера : эпителиальные , мезенхимные. Вторая группа (спец.ткани) мышечные и нервные. Первая группа: камбиальные ткани, имеющие стволовые клетки. Эти ткани обладают хорошей органотропической регенерацией. Время их жизни ограничено днями (эпителий) и несколькими годами (нерв.клетки). Клетки гибнут путем апоптоза, восстанавливаются с помощью физиологической регенерации. Ткани одного характера обладают широкой структурной и функциональной лабильностью. Трансформация одного вида тканей в другой возможна в пределах типа. Эту перестройку называют метаплазией. Метаплазия не имеет места в специальных тканях, в отсутствие стволовых клеток их клеточные элементы не восстанавливаются. Все ткани имеют дифферонную организацию. Дифферон – группа клеток, однонаправлено развивающихся из стволовой клетки. Диффероны характерны для тканей общего характера. Эпителиальная Соединительная Мышечная Нервная Много клеток, Мало клеток, много Возбуждается и Возбуждается межклеточного межклеточного сокращается и Передает вещества вещества. нервные импульсы практически НЕТ. Образует ВСЕ Покрывают ВСЕ поверхности. Образует ВСЕ железы остальное кроме поверхностей, желез, мышц и нервов. №28 Эпителий – определение и общая характеристика, функции. Эпителиальные ткани – группа пограничных клеток, выполняющих в организме защитную, всасывательную и выделительную функции. Эпителиальные ткани — древнейшие гистологические структуры, которые в фило- и онтогенезе возникают первыми. Основное свойство эпителиев — пограничность. Эпителиальные располагаются на границах двух сред, отделяя организм или органы от окружающей среды. Эпителии, как правило, имеют вид клеточных пластов и образуют наружный покров тела, выстилку серозных оболочек, просветов органов, сообщающихся с внешней средой во взрослом состоянии или в эмбриогенезе. Через эпителии осуществляется обмен веществ между организмом и окружающей средой. Важной функцией эпителиальных тканей является защита подлежащих тканей организма от механических, физических, химических и других повреждающих воздействий. Некоторые эпителии специализированы на выработке специфических веществ — регуляторов деятельности других тканей организма. Производными покровных эпителиев являются железистые эпителии. Особый вид эпителия — эпителий органов чувств. Эпителии развиваются с 3-4-й недели эмбриогенеза человека из материала всех зародышевых листков. Некоторые эпителии, например эпидермис, формируются как полидифферонные ткани, так как в их состав включаются клеточные диффероны, развивающиеся из разных эмбриональных источников (клетки Лангерганса, меланоциты и др.). Эпителий не имеет кровеносных сосудов, питание осущ. диффузно, через базальную мембрану.Э. не имеет межклеточного вещества между клетками. Клетки связаны с помощи десмосом, плотных контактов и др. №29 Классификация эпителиальных тканей. Морфологическая классификация Однослойный эпителий может быть однорядным и многорядным. У однорядного эпителия все клетки имеют одинаковую форму — плоскую, кубическую или призматическую, их ядра лежат на одном уровне, то есть в один ряд. У многорядного эпителия различают (здесь: на примере трахеи), окрашенного гематоксилин-эозином, призматические и вставочные клетки, последние, в свою очередь, делятся по принципу отношения ядра к базальной мембране на высокие вставочные и низкие вставочные клетки. Многослойный эпителий бывает ороговевающим, неороговевающим и переходным. Эпителий, в котором происходят процессы ороговения, связанные с дифференцировкой клеток верхних слоев в плоские роговые чешуйки, называют многослойным плоским ороговевающим. При отсутствии ороговения эпителий называется многослойным плоским неороговевающим. Переходный эпителий выстилает органы, подверженные сильному растяжению — мочевой пузырь, мочеточники и др. При изменении объёма органа толщина и строение эпителия также изменяется. Онтофилогенетическая классификация Наряду с морфологической классификацией, используется онтофилогенетическая классификация, созданная российским гистологом Н. Г. Хлопиным. В основе её лежат особенности развития эпителиев из тканевых зачатков. Эпидермальный тип эпителия образуется из эктодермы, имеет многослойное или многорядное строение, приспособлен к выполнению прежде всего защитной функции. Энтодермальный тип эпителия развивается из энтодермы, является по строению однослойным призматическим, осуществляет процессы всасывания веществ, выполняет железистую функцию. Целонефродермальный тип эпителия развивается из мезодермы, по строению однослойный, плоский, кубический или призматический; выполняет барьерную или экскреторную функцию. Эпендимоглиальный тип представлен специальным эпителием, выстилающим, например, полости мозга. Источником его образования является нервная трубка. Ангиодермальный тип эпителия образуется из мезенхимы, выстилает изнутри кровеносные сосуды. Виды эпителия Однослойный эпителий Однослойный плоский эпителий (эндотелий и мезотелий). Эндотелий выстилает изнутри кровеносные, лимфатические сосуды, полости сердца. Эндотелиальные клетки плоские, бедны органеллами и образуют эндотелиальный пласт. Хорошо развита обменная функция. Они создают условия для кровотока. При нарушении эпителия образуются тромбы. Эндотелий развивается из мезенхимы. Вторая разновидность — мезотелий — развивается из мезодермы. Выстилает все серозные оболочки. Состоит из плоских полигональной формы клеток, связанных между собой неровными краями. Клетки имеют одно, реже два уплощенных ядра. На апикальной поверхности имеются короткие микроворсинки. Они обладают всасывательной, выделительной и разграничительной функциями. Мезотелий обеспечивает свободное скольжение внутренних органов относительно друг друга. Мезотелий выделяет на свою поверхность слизистый секрет. Мезотелий предотвращает образование соединительнотканных спаек. Достаточно хорошо регенерируют за счет митоза. Однослойный кубический эпителий развивается из энтодермы и мезодермы. На апикальной поверхности имеются микроворсинки, увеличивающие рабочую поверхность, а в базальной части цитолемма образует глубокие складки, между которыми в цитоплазме располагаются митохондрии, поэтому базальная часть клеток выглядит исчерченной. Выстилает мелкие выводные протоки поджелудочной железы, желчные протоки и почечные канальцы. Однослойный цилиндрический эпителий встречается в органах среднего отдела пищеварительного канала, пищеварительных железах, почках, половых железах и половых путях. При этом строение и функция определяется его локализацией. Развивается из энтодермы и мезодермы. Слизистую желудка выстилает однослойный железистый эпителий. Он вырабатывает и выделяет слизистый секрет, который распространяется по поверхности эпителия и защищает слизистую оболочку от повреждения. Цитолемма базальной части также имеет небольшие складки. Эпителий обладает высокой регенерацией. Почечные канальцы и слизистая оболочка кишечника выстлана каёмчатым эпителием. В каёмчатом эпителии кишечника преобладаюткаёмчатые клетки — энтероциты. На их верхушке располагаются многочисленные микроворсинки. В этой зоне происходит пристеночноепищеварение и интенсивное всасывание продуктов питания. Слизистые бокаловидные клетки вырабатывают на поверхность эпителия слизь, а между клетками располагаются мелкие эндокринные клетки. Они выделяют гормоны, которые обеспечивают местную регуляцию. Однослойный многорядный реснитчатый эпителий. Он выстилает воздухоносные пути и имеет энтодермальное происхождение. В нём клетки разной высоты, и ядра располагаются на разных уровнях. Клетки располагаются пластом. Под базальной мембраной лежит рыхлая соединительная ткань с кровеносными сосудами, а в эпителиальном пласте преобладают высокодифференцированные реснитчатые клетки. У них узкое основание, широкая верхушка. На верхушке располагаются мерцательные реснички. Они полностью погружены в слизь. Между реснитчатыми клетками находятся бокаловидные — это одноклеточные слизистые железы. Они вырабатывают слизистый секрет на поверхность эпителия. Имеются эндокринные клетки. Между ними располагаются короткие и длинные вставочные клетки, это стволовые клетки, малодифференцированные, за счёт них идёт пролиферация клеток. Мерцательные реснички совершают колебательные движения и перемещают слизистую плёнку по воздухоносным путям к внешней среде. Многослойный эпителий Многослойный плоский неороговевающий эпителий. Он развивается из эктодермы, выстилает роговицу, передний отдел пищеварительного канала и участок анального отдела пищеварительного канала, влагалище. Клетки располагаются в несколько слоёв. На базальной мембране лежит слой базальных или цилиндрических клеток. Часть из них — стволовые клетки. Они пролиферируют, отделяются от базальной мембраны, превращаются в клетки полигональной формы с выростами, шипами и совокупность этих клеток формирует слой шиповатых клеток, располагающихся в несколько этажей. Они постепенно уплощаются и образуют поверхностный слой плоских, которые с поверхности отторгаются во внешнюю среду. Многослойный плоский ороговевающий эпителий — эпидермис, он выстилает кожные покровы. В толстой коже (ладонные поверхности), которая постоянно испытывает нагрузку, эпидермис содержит 5 слоёв: 1 — базальный слой — содержит стволовые клетки, дифференцированные цилиндрические и пигментные клетки (пигментоциты). 2 — шиповатый слой — клетки полигональной формы, в них содержатся тонофибриллы. 3 — зернистый слой — клетки приобретают ромбовидную форму, тонофибриллы распадаются и внутри этих клеток в виде зёрен образуются белок кератогиалин, с этого начинается процесс ороговения. 4 — блестящий слой — узкий слой, в нём клетки становятся плоскими, они постепенно утрачивают внутриклеточную структуру, и кератогиалин превращается в элеидин. 5 — роговой слой — содержит роговые чешуйки, которые полностью утратили строение клеток, содержат белок кератин. При механической нагрузке и при ухудшении кровоснабжения процесс ороговения усиливается. В тонкой коже, которая не испытывает нагрузки, отсутствует зернистый и блестящий слои. Многослойный кубический и цилиндрический эпителии встречаются крайне редко — в области конъюнктивы глаза и области стыка прямой кишки между однослойным и многослойным эпителиями. Переходный эпителий (уроэпителий) выстилает мочевыводящие пути и аллантоис. Содержит базальный слой клеток, часть клеток постепенно отделяется от базальной мембраны и образует промежуточный слой грушевидных клеток. На поверхности располагается слой покровных клеток — крупные клетки, иногда двухрядные, покрыты слизью. Толщина этого эпителия меняется в зависимости от степени растяжения стенки мочевыводящих органов. Эпителий способен выделять секрет, защищающий его клетки от воздействия мочи. Железистый эпителий — разновидность эпителиальной ткани, которая состоит из эпителиальных железистых клеток, которые в процессе эволюции приобрели ведущее свойство вырабатывать и выделять секреты. Такие клетки называются секреторными (железистыми) — гландулоцитами. Они имеют точно такую же общую характеристику как покровный эпителий. Расположен в железах кожи, кишечнике, слюнных железах, железах внутренней секреции и др. Cреди эпителиальных клеток находятся секреторные клетки, их 2 вида. экзокринные — выделяют свой секрет во внешнюю среду или просвет органа. эндокринные — выделяют свой секрет непосредственно в кровоток. №30 Мезенхима как источник развития соединительных тканей. Мезенхима – первородная соединительная ткань, которая появляется в начале второй недели эмбрионального развития. Она образована из клеток звездчатой формы – мезенхимоцитов. Отростки соединительнотканных клеток взаимодействуют друг с другом с помощью плотных контактов, в результате чего возникает протоплазматический ретикулум, в узлах которого лежат ядра. Мезенхимные клетки способны высвобождаться из ретикулума. Превращаясь в подвижную клетку (наподобие амебоцитов). Между телами соседних клеток и их отростками в мезенхиме образуются широкие щели, по которым циркулирует межклеточная жидкость. Ее клетки активно поглощают из циркулярной жидкости биотические и абиотические тела. Через трофический механизм мезенхима способна выполнять трофическую функцию. У позвоночных животных клетки мезенхимы способны трансформироваться в элементы, образующие скелетогенные ткани. У млекопитающих животных и человека возникают две группы тканей. Ткани с трофическими и защитными свойствами: кровь, лимфа, РСТ(рыхлая соединительная ткань). Ткани: ретикулярная, эндотелиальная, жировая, пигментная, лимфоидная. Любой вид мезенхимных тканей может быть охарактеризован по двум их составляющим. 1 – по морфологическому и функциональному разнообразию клеток, имеющих разные уровни специализации. 2-по богатству межклеточного вещества. Широкой восстановительной способностью обладает РСТ. Мезенхима – это первородная соединительная ткань, появляющаяся в начале второй недели эмбрионального развития. Функции мезенхимы Трофическая. Клетки мезенхимы активно поглощают из циркулирующей межклеточной жидкости биотические и абиотические тела, т.е. ведут себя как макрофаги. Защитная. Способность трансформироваться в элементы, образующие скелетогенные ткани. Функция характерна для позвоночных Термин "мезенхима" (греч.Mesos — средний, enchyma — заполняющая масса) был предложен братьями Гертвигами (1881). Это один из эмбриональных зачатков (по некоторым представлениям — эмбриональная ткань), представляющий собой разрыхленную часть среднего зародышевого листка — мезодермы. Клеточные элементы мезенхимы (точнее, энтомезенхимы) образуются в процессе дифференцировки дерматома, склеротома, висцерального и париетального листков спланхиотома. Кроме того, существует эктомезенхима (нейромезенхима), развивающаяся из ганглиозной пластинки. Мезенхима состоит из отростчатых клеток, сетевидно соединенных своими отростками. Клетки могут высвобождаться от связей, амебоидно перемещаться и фагоцитировать инородные частицы. Вместе с межклеточной жидкостью клетки мезенхимы составляют внутреннюю среду зародыша. По мере развития зародыша в мезенхиму мигрируют клетки иного происхождения, нежели из перечисленных выше эмбриональных зачатков, например, клетки нейробластического дифферона, мигрирующие миобласты закладки скелетных мышц, пигментоциты и др. Следовательно, с определенной стадии развития зародыша мезенхима представляет собой мозаику клеток, возникших из разных зародышевых листков и эмбриональных зачатков тканей. Однако морфологически все клетки мезенхимы мало чем отличаются друг от друга, и только очень чувствительные методы исследования (иммуноцитохимические, электронно-микроскопические) выявляют в составе мезенхимы клетки различной природы. Клетки мезенхимы обнаруживают способность к ранней дифференцировке. Например, в стенке желточного мешка 2-недельного эмбриона человека из состава мезенхимы выделяются первичные клетки крови — гемоциты, другие — формируют стенку первичных сосудов, третьи являются источником развития ретикулярной ткани — остова кроветворных органов. В составе провизорных органов мезенхима очень рано претерпевает тканевую специализацию, являясь источником развития соединительных тканей. Мезенхима существует только в эмбриональном периоде развития человека. После рождения в организме человека сохраняются лишь малодифференцированные (полипотентные) клетки в составе рыхлой волокнистой соединительной ткани (адвентициальные клетки), которые могут дивергентно дифференцироваться в различных направлениях, но в пределах определенной тканевой системы. Ретикулярная ткань. Одним из производных мезенхимы является ретикулярная ткань, которая в организме человека сохраняет мезенхимоподобное строение. Она входит в состав кроветворных органов (красного костного мозга, селезенки, лимфатических узлов) и состоит из звездчатых ретикулярных клеток, вырабатывающих ретикулярные волокна (разновидность аргирофильных волокон). Ретикулярные клетки неоднородны в функциональном отношении. Одни из них менее дифференцированы и выполняют камбиальную роль. Другие — способны к фагоцитозу и перевариванию продуктов распада тканей. Ретикулярная ткань как остов кроветворных органов принимает участие в кроветворении и иммунологических реакциях, выполняя роль микроокружения для дифференцирующихся клеток крови. №31 Классификация мезенхимных тканей Ткани с преобладанием трофической и защитной функций: а) кровь б) лимфоидная ткань в) рыхлая соединительная ткань,специализированные разновидности: 1) ретикулярная ткань; 2) жировая ткань; 3) пигментная ткань; 4) эндотелиальная ткань; 5) слизистая ткань Ткани с преобладанием опорно-механической функции: а) плотная соединительная ткань (Коллагеновая: волокнистая (сухожилия) и пластинчатая (фасции). Эластическая: волокнистая (связки) и палстинчатая мембрана аорты).Неоформленная - дерма кожи); б) хрящевые ткани (гиалиновый, эластический, волокнистый); в) костные ткани (грубоволокнитые, пластинчатые) Клетки мезенхимных тканей разнообразны по форме и выполняемым функциям. Они полипотентны, в большинстве своём малодифференцированны и аполярны. №32 Рыхлая соединительная ткань и ее строение, распределение в организме. Разновидности и функции. Рыхлая и плотная соединительные ткани относятся к группе мезенхимных тканей и развиваются из мезенхимы. Характерными признаками соединительных тканей являются: а) ткани камбиальные, имеющие стволовые и полустволовые клетки, обладающие способностью к физиологической и репаративной регенерации. Б) ткани, имеющие дифферонную организацию. В) ткани,имеющие клетки различной специализации и различного уровня дифференцированности. г) ткани, богатые межклеточным веществом. Рыхлая соединительная ткань сопровождает кровеносные сосуды и вместе с ними образует мягкий скелет органов. Участвует в формировании органов, лимитирует их размеры и форму. Находится на разделе кровь-клетки и участвует в трофическом обеспечении органа, в ней имеются иммунные клетки, она является ареной воспалительных процессов. РСТ характеризуется разнообразием клеток и развитым межклеточным веществом. В состав межклеточного вещества (матрикс) входят коллагеновые, эластические и ретикулярные волокна, погруженные в основное вещество. Основное вещество образовано из протеогликанов и гликопротеинов. Углеводной частью протеогликанов являются сульфатированные и несульфатированные гликоаминопротеогликаны. К сульфатированным гликоаминогликанам относятся: -гепарин-сульфат – предотвращает свертываемость крови, синтезируется тучными клетками. -дерматан-сульфат, хондроитин-сульфат – синтезируются фибробластами. Гиалуроновая гислота – несульфатированные гликозаминогликан, образуется фибробластами. Гликопротеины – белки, связанные с олигосахаридами (гексозы, манозы, фруктозы) – фибронектин и ламинин. Коллагеновое волокно образовано молекулами белка. Молекула коллагена имеет длину 280 нм и ширину 1,4 нм. Она состоит из трех полипептидных альфа-цепей, в каждой из которых имеется высокое содержание глицина, в ней отсутствует триптофан. Различают 14 типов коллагена, объединенных в 4 класса. 1 класс – интерстициальные коллагены I-III, VI-VIII типов. Среди них наиболее распространен I тип. 2 класс – коллаген базальных мембран, IV тип. 3 класс – прецеллюлярные коллагены, V тип. 4 класс – коллагены, не образующие надмолекулярных комплексов – IX-XII, XIV типы. Эластические волокна обладают обратимой деформированностью, входят в состав органов, ритмично меняющих форму (легкие,аорта), возвращаются в исходное состояние после растяжения без затраты энергии. Молекулярной основой эластического волокна является белок эластин. Эластин образует эластиновый филамент, покрытый эластическими микротрубочками. №33 Классификация клеток рыхлой соединительной ткани. Все разнообразие клеточных элементов рыхлой соединительной ткани можно объединить в 4 группы: Первая группа. Клетки, типичные для рыхлой соединительной ткани – фибробласты и гистиоциты.Фибробласты – клетки-строители соединительной ткани. Они образуют коллаген, эластин, фибронектин, протеогликаны. Фибробластный дифферон образоан стволовой и полустволовой клетками, юным фибробластом, дифференцированным фибробластом и фиброцитом. Фибробласты секретируют и выделяют в межклеточную среду: фактор, регулирующий количественный состав популяции фибробластов, фактор миграции макрофагов, фактор, формирующий пространственную организацию межклеточного вещества. Гистиоцит – тканевой макрофаг, образуется из моноцита. Подвижная клетка. Гистиоциты участвуют в иммунных реакциях, ингибируют пролиферацию моноцитов и гранулоцитов, выделяют простагландины, интерферон, лизоцим, эндогенные пирогены. Гистиоцит совместно с макрофагами всех органов образует макрофагическую систему или систему мононуклеарных фагоцитов. Вторая группа. Специальные клетки – тучные клетки, плазматические клетки, липоциты, ретикулоциты, меланоциты, эндотелиоциты. Тучные клетки представляют собой специализированную клеточную популяцию, регулируют местный гомеостаз, участвуют в иммунных реакциях. Образуются из стволового предшественника, находящегося в костном мозге. Выделяют 2 популяции: слизистые тучные клетки, дифференцирующиеся под действием интерлейкинов Т-лимфоцитов, и соединительнотканные мастоциты, участвующие в поддержании структурного постоянства рыхлой соединительной ткани. Тучные клетки секретируют, кроме гепарина, гистамин, дофамин, серотонин, выделяют факторы миграфии эозинофилов, кровяных пластинок. Плазмоциты – являются эффекторными элементами гуморального иммунитета, продуктом конечной дифференцировки Влимфоцитов. Имеют ядро с крупными гранулами хроматина. Большая часть цитоплазмы базофильна. Плазмоциты вырабатывают иммуноглобулины – антитела. Липоциты – клетки, депонирующие нейтральные жиры. Различают липоциты с белым и бурым жиром. Л.с белым жиром образуют жировую ткань под кожей, около органов, являются энергетическим депо организма, участвуют в энергорегуляции и амортизации. Адипоциты с бурым жиром хорошо развиты у новорожденных в межлопаточной области. Бурый жир, сгорая, образует большое количество тепла. Каждый липоцит бурой жировой ткани снабжен адренергическим аксоном. Меланоциты – развиваются из нервных гребней. В большом количестве они находятся под кожей и в сосудистой оболочке глаза. Ретикулоциты – клетки звездчатой формы, которые совместно с ретикулярными волокнами образуют ретикулярную ткань. Она является основой, т.е. интерстицием органов кроветворения. Эндотелиоциты – выстилают внутреннюю оболочку кровеносных сосудов и являются главным элементом стенки капилляра. Третья группа. Камбиальные клетки – адвентициальные клетки, стволовые клетки красного костного мозга, полустволовые, унипотентные предшественники фибробластов. №34 Плотная соединительная ткань и ее разновидности. Различают плотную оформленную (сухожилия, связки) и плотную неоформленную (дерма кожи) соединительную ткань. ПОСТ делится на ткань: 1 – коллагенового типа – пластинчатую (фасции) и фибриллярную (сухожилия); 2) эластическую – пластинчатую (мембраны аорты) и фибриллярную (связки). Сухожилие по тканевому составу – ПОСТ волокнистого коллагенового типа. Его состав формируют параллельно расположенные коллагеновые волокна, фиброциты и небольшое число фибробластов. Небольшие пучки коллагеновых волокон, отделенных фиброцитами, называются пучком первого порядка. Несколько пучков первого порядка тонкими прослойками РСТ объединяются в пучки второго порядка. Эти прослойки получили название эндотендиния., который содержит фибробласты и адвентициальные клетки, являющиеся источником для физиологической и репаративной регенерации сухожилия. Из пучков второго порядка формируются пучки третьего порядка, покрытые более толстыми прослойками рыхлой соединительной ткани. Это перитендиний. Сухожильные волокла образованы из коллагеновых фибрилл. Связка в основном построена из эластических волокон с примесью коллагеновых. Особенность ее организации состоит в том, что между каждым волокном или смешанной группой (эластические + коллагеновые) имеются тонкие прослойки рыхлой соединительной ткани. Органы, построенные изПОСТ коллагеново-пластинчатого типа: эти органы построены из фиброзных мембран; фасции, апоневрозы, сухожильный центр диафрагмы, твердая мозговая оболочка, надхрящница, склера, белая оболочка яичка и яичник. В каждой мембране, или пластинке, плотноупакованные коллагеновые волокна волнообразно идут в одном направлении. В соседних пластинках волокна располагаются под некоторым углом, что создает при относительной тонкости органа его прочность. Между пластинками имеются очень тонкие прослойки РСТ. Плотной неоформленной соединительной тканью называют называют сетчатый слой дермы кожи. В нем различают клетки и межклеточное вещество из эластических и коллагеновых волокон основного вещества. Эластические и коллагеновые волокна располагаются поодиночке в пучках и смешанных пучках, имеющих разные направления. Волокнистые образования погружены в основное вещество из протеогликанов и гликопротеинов; присутствуют все гликозаминопротеогликаны. Между пучками волокон имеются прослойки РСТ со всеми присущими ей клетками. №35 Кровь как ткань. Кровь – внутренняя транспортная среда организма: жидкая соединительная ткань, состоящая из циркулирующих форменных элементов и плазмы. Как транспортная система кровь находится в постоянном движении. Функции крови: Транспортная и трофическая заключается в переносе веществ, получаемых организмом с пищей, продуктов обмена, гормонов, и других биологически активных веществ. Дыхательная – доставка кислорода из легких в другие органы и удаление углекислоты. Защитная – обеспечение гуморального и клеточного иммунитета. Поддержание гомеостаза вместе с нервной и эндокринной системами. Объем крови составляет 7% или 1/3 от массы тела. Кровь – мезенхимная ткань, в которой имеется 2 компонента: межклеточное вещество и форменные элементы крови. Межклеточное вещество – жидкое текучее вещество, составляющее 60% крови. 40% - клетки. Гематокрит – отношение количества клеток к плазме крови. Плазма крови на 90% состоит из воды вещества и 10% из сухого вещества, которое представлено органическими и неорганическими веществами. Органические вещества – белки 4,5% альбумины и 2,5% глобулины. К глобулинам 0,5% относится фибриноген. В плазме находятся α и β – агглютинины. №36 Характеристика эритроцитов. Эритроциты, или красные кровяные тельца, - высокоспециализированные элементы крови, теряющие в процессе развития ядро, осуществляющие обмен газов, транспорт аминокислот, пептидов и гормонное, простагландинов, лейкотриенов, микроэлементов и многих других веществ; они регулируют ионный состав и pH плазмы, содержание в ней глюкозы и гепарина, путем поглощения при избытке и выделения при недостатке. Количество эритроцитов зависит от парциального давления кислорода. У взрослого мужчины количество эритроцитов равно 3,9 – 5,5 * 1012 в 1 л, а у женщины от 3,7-4,9*1012 . Женские половые гормоны тормозят развитие эритроцитов, что приводит к их более низкому содержанию. Эритроциты имеют форму двояковогнутых дисков. Диаметр эритроцита равен 7,2 мкм, его толщина по краям 2,5 мкм, в центре – 1,5 мкм – это нормоцит. Их количество 70-75%. Большие размеры (свыше 8 мкм) имеют макроциты (12,5%). У остальных эритроцитов диаметр может быть 6 мкм и менее – микроциты. Наряду со зрелыми эритроцитами в нормальной крови содержится 1-5% молодых форм, бедных гемоглобином. Они обладают способностью окрашиваться и кислыми, и основными красками, поэтому называются полихроматофильными. Молодые формы эритроцитов называют ретикулоцитами. Они имеют остатки органелл, содержащих рРНК – ЭПС, рибосом а так же митохондрий. В ретикулоцитах в незначительной степени осуществляется синтез глобина, гемма, пуринов, однако РНК в них не синтезируется. Продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней. Цвет одиночного эритроцита – желто-зеленый, только в массе насыщенные кислородом они становятся красными. Поверхность имеет гликокаликс и плазматическую мембрану. Мембрана эритроцита имеет билипидную структуру. На наружной поверхности плазмолеммы эритроцитов расположены фосфолипиды, антигенные олигосахариды, адсорбированные протеины, на внутренней поверхности – гликолитические ферменты, натрий- и калий- АТФ-азы, гликопротеины и гемоглобин. Являясь полупроницаемой мембрана эритроцита обеспечивает перенос через мембрану ионов натрия, калия, кислорода, углекислого газа и других веществ. Внутреннее содержимое эритроцита (гиалоплазма) содержит многочисленные гранулы гемоглобина. В эритроцитах содержится около 60% воды и 40% сухого остатка. 95% сухого остатка составляет гемоглобин, остальное – другие вещества. У человека содержится 2 типа гемоглобина – HbA (характерен для взрослых), HbF – характерен для эмбрионов. Их белковые части различаются по составу аминокислот. Гем - железосодержащий порфирин. Активно взаимодействующийс углекислым, угарным газом и кислородом. При отсутствии у эритроцита ядра кислород доставляется к тканям в наиболее полном виде. Во внутренней среде редуцированный гемоглобин аккумулирует СО2, в результате чего образуется карбоксигемоглобин. Содержание гемоглобина в эритроцитах непостоянно. За единицу принимают величину, равную 166г/л при количестве эритроцитов 5-1012/л. На плазмолемме эритроцита располагаются агглютиногены Аи В.По их содержанию у человека 4 группы крови. I(0) – группа нулевая, отсутствуют агглютиногены Аи В, но в плазме имеются α и β – агглютинины. II(А) - эритроциты содержат А-агглютиноген и α – агглютинин. III(B) - эритроциты содержат агглютиноген В и β – агглютинин. IV(АВ) – содержит оба агглютиногена, агглютинины отсутствуют. Эритроциты формируются в красном костном мозге из кровяных полипотентных стволовых клеток. №37 Лейкоциты, их классификация, строение и функции. Лейкоциты или белые кровяные клетки, характеризуются активной подвижностью и весьма разнородны по морфологическим признакам и биороли. Все лейкоциты подразделяются на гранулоциты и агранулоциты. Группа агранулоцитов отличается отсутствием специфической зернистости в цитоплазме и несегментированными ядрами. Все лейкоциты именют шаровидную форму. У взрослого человека насчитывается 3,8-9,0 – 109 в 1 л крови. Количество лейкоцитов может значительно меняться в зависимости от приема пищи, физического и умственного напряжения и др. Лейкоциты способны к активному перемещению, их движение осуществляется путем образования псевдоподий, при этом у них может резко изменяться форма тела и ядра. Лейкоциты способны проходить между клетками эндотелия капилляров и перемещаться по основному веществу соединительной ткани, проникать через базальные мембраны и между клетками эпителия. Направление движения лейкоцитов определяется различными факторами, из которых определенную роль играет хемотаксис (движение под влиянием химического раздражителя). Током крови лейкоциты разносятся по всему организму, выселяются в ткани и органы, где и проявляют наибольшую активность. Гранулоциты Нейтрофилы. Их относительное количество достигает – 65-75% от общего числа лейкоцитов. В зависимости от строения и химического состава различают 2 основных типа гранул : Азурофильные гранулы появляются в процессе развития нейтрофила раньше, поэтому их называют первичными. Их больше в малоспециализированных клетках, в процессе специализации их число уменьшается. В зрелых нейтрофилах количество азурофильных гранул составляет лишь 10-20% от общего числа гранул. Эти гранулы представляют собой разновидность первичных лизосом, имеют округлую форму . Специфические нейтрофильные гранулы появляются в процессе развития нейтрофила позже азурофильных, поэтому их называют вторичными. В зрелом нейтрофиле составляют 80-90% от всего числа гранул. В цитоплзме нейтрофила слабо представлены органеллы – имеется немного митохондрий, небольшой комплекс Гольджи, характерно наличие включений гликогена и липидов. Ядра нейтрофильных лейкоцитов содержат плотный хроматин. Форма ядер неодинакова. Зрелые нейтрофилы имеют сегментированные ядра, состоящие из 2-3 долек, связанные очень тонкими перемычками – сегментоядерные нейтрофилы. Они составляют подавляющую часть нейтрофильных лейкоцитов (6065%). Меньше содержится палочкоядерных нейтрофилов (3-5%). Ядра этих нейтрофилов имеют вид изогнутой палочки или подковы. Еще реже встречаются юные нейтрофилы (0-1%) с бобовидными ядрами. Нейтрофилы обладают высокой способностью к фагоцитозу. Их называют микрофагами. Фагоцитарная активность нейтрофилов качественно выражается процентом фагоцитирующих клеток и фагоцитарным индексом(количество частиц, поглощенных одной клеткой). Процент фагоцитирующих нейтрофилов у здоровых людей 18-45 лет составляет от 68,5до 99,3%. Продолжительность жизни нейтрофилов около 8 суток, при этом в кровяном русле они находятся 8-12 часов, а далее выходят в соединительную ткань, где проявляют максимальную активность. Эозинофилы. Количество эозинофильных лейкоцитов в крови колеблется 1-5% от общего числа лейкоцитов. В цитоплазме имеется 2 типа гранул. Характерным признаком является наличие специфических оксифильных гранул овальной или полигональной формы. Оксифильность гранул обусловлена содержанием в них основного белка, богатого аргинином. Кристаллоидные структуры погружены в аморфный тонкозернистый матрикс. В гранулах содержится большинство гидролитических ферментов. Второй типа гранул имеет меньшие размеры, округлую форму, гомогенную и зернистую ультраструктуру. Число этих гранул в процессе специализации уменьшается. Органеллы в цитоплазме эозинофила развиты слабо. Различают 3 стадии развития эозинофилов: сегментоядерные, палочкоядерные и юные нейтрофилы. Ядро сегментоядерных эозинофилов, как правило, состоит из двух сегментов, реже из трех, соединенных между собой тонкими перемычками. Изредка встречаются палочкоядерные и юные формы, ядра которых имеют форму, сходную с ядрами нейтрофилов соответствующих стадий развития. Положительным хемотаксическим влиянием на эозинофилы обладают: гистамин, лимфокины, иммунные комплексы. Эозинофилы способны к фагоцитозу, однако их фагоцитарная активность ниже, чем у нейтрофилов. Они принимают участие в защитных реакциях организма на чужеродный белок, в аллергических и анафилактических реакциях. Базофилы. В крови человека они составляют 0,5-1% от общего числа лейкоцитов. Цитоплазма базофилов заполнена крупными гранулами. Гранулы обладают метахромазией – окрашиваются в тон, отличающийся от цвета красителя. Метахромазия зерен связана с наличием в них гепарина. Помимо специфических гранул в базофилах содержатся азурофильные гранулы( лизосомы). В цитоплазмы выделяются все виды основных органелл. Функция базофилов заключается в их участии в метаболизме гистамина и гепарина. Базофилы участвуют в иммунологических реакциях организма, в частности в реакциях аллергического характера. Фагоцитарная активность слабо выражена. Агранулоциты Лимфоциты. В крови взрослых людей лимфоциты составляют 20-35%. В зависимости от размера различают малые и большие лимфоциты. Большие встречаются в крови новорожденных и детей, у взрослых они отсутствуют. Для лимфоцитов характерно наличие интенсивно окрашенного ядра округлой или бобовидной формы и относительно небольшого ободка базофильной цитоплазмы. В цитоплазме некоторых лимфоцитов содержится небольшое количество азурофильных гранул (лизосом). Малые светлые лимфоциты составляют большую часть лимфоцитов крови человека. Ядерноцитоплазматическое отношение сдвинуто в пользу ядер. Хроматин конденсирован по периферии ядра. Малые темные лимфоциты составляют – 12-13% лимфоцитов крови. Ядерно-цитоплазматическое отношение еще больше сдвинуто в пользу ядра. Хроматин выглядит плотным. Средние лимфоциты составляют около 10-12% лимфоцитов крови человека. Ядра этих клеток округлые, иногда бобовидные. Хроматин более рыхлый. Плазмоциты составляют в крови человека 1-2%. Среди лимфоцитов по путям дифференцировки и роли в становлении защитных реакций организма выделены 2 основных вида – Т- и В-лимфоциты. Т-лимфоциты, образующиеся из стволовых клеток костного мозга в тимусе, обеспечивают реакции клеточного иммунитета и регуляцию гуморального иммунитета. Т-киллеры являются эффекторынми клетками клеточного иммунитета. Т-хелперы обладают способностью специфически распознавать антиген и усиливать образование антител. Тсупрессоры – подавляют способность В-лимфоцитов участвовать в выработке антител. Действие Тлимфоцитов на В-клетки опосредуется с помощью особых растворимых веществ – лимфокинов, вырабатываемых ими при действии антигенов. В-лимфоциты образуется в костном мозге, их основная функция – обеспечение гуморального иммунитета. Образующиеся из В-лимфоцитов эффекторные клетки – плазмоциты вырабатывают особые защитные белки – иммуноглобулины, которые поступают в кровь. Моноциты. В крови человека их количество колеблется в переделах – 6-8% от общего числа лейкоцитов. Ядра моноцитов разнообразной и изменчивой конфигурации: встречаются бобовидные, подковообразные, дольчатые. Цитоплазма содержит мелкие азурофильные гранулы, много пиноцитозных везикул. Моноциты относятся к макрофагической системе организма. Моноциты в тканях превращаются в макрофаги. №38 Тромбоциты. Их происхождение и функции. Тромбоциты имеют вид мельчайших телец округлой, овальной, веретеновидной или неправильной формы. Они представляют собой отделившиеся от гигантских клеток костного мозга – т.н. мегакариоцитов, безъядерные фрагменты их цитоплазмы. Благодаря способности к агглютинации, склеиванию, они обычно встречаются группами. Количество в крови 200-300*109 в 1 л крови. Каждая пластинка состоит из гиаломера, являющегося основой пластинки, и грануломера – зернышек, образующих скопление в центре пластинки или разбросанных по гиаломеру. В грануломере обнаруживаются митохондрии и различные количества гранул гликогена. 5 видов тромбоцитов: 1)юные, с базофильным гиаломером и единичными азурофильными гранулами; 2) зрелые, со слабооксифильным гиаломером и выраженной фзурофильной зернитостью; 3)старые, более темные сине-фиолетового оттенка с темно-фиолетовой зернистостью. 4)дегенеративные с серовато-синеватым гиаломером и с серовато-фиолетовой зернистостью; 5)гигантские, размер которых в 2-3 раза привышает нормальные. Кровяные пластинки принимают участие в процессе свертывания крови. Эта функция определяется их способностью распадаться, склеиваться в конгломераты, вокруг которых возникают нити фибрина. В процессе свертывания крови кровяные пластинки выделяют ряд веществ и различные ферменты. Продолжительность жизни 5-8 дней. №39 Гемограмма, её клиническое значение. Гемограмма (греч. haima кровь + gramma запись) — клинический анализ крови. Включает данные о количестве всех форменных элементов крови, их морфологических особенностях, СОЭ, содержании гемоглобина, цветном показателе, гематокритном числе, соотношении различных видов лейкоцитов и др. Показатель Гемоглобин Эритроциты Гемограмма взрослого человека Пол Значение М 130 - 160 г\л Ж 120 - 140 г\л М 4,0 - 5,0 х 10 12\л Цветовой показатель Ретикулоциты Ретикулоциты Тромбоциты Лейкоциты Нейтрофилы: миелоциты метамиелоциты палочкоядерные сегментоядерные Эозинофилы Базофилы Лимфоциты Моноциты СОЭ Ж М-Ж М Ж Объем крови в среднем М Ж Плотность крови Плотность плазмы Плотность клеток pH крови артериальной pH крови венозной Осмотическое давление Онкотическое давление Белок общий плазменный Глюкоза Содержание минеральных солей в крови Вязкость крови Вязкость плазмы 3,9 - 4,7 х 10 12\л 0,85 - 1,05 30 - 35 пг 12 % 180 - 320 х 10 9/л 4,0 - 9,0 х 10 9/л 0% 0 - 1% 1 - 6% 47 - 72% 0,5 - 5% 0 - 1% 19 - 37% 3 - 11% 1 - 10 мм\ч 2 - 15 мм\ч 6 - 8 % от массы тела 5200 мл 3900 мл 1,050 - 1,064 г\мл 1,024 - 1,030 г\мл 1,089 - 1,097 г\мл 7,37 - 7,45 ед 7,34 - 7,43 ед. 7,6 атм. 25 - 35 мм рт.ст. 60 - 82 г\л 4.44 - 6,66 ммоль\л 0,9 - 0,95 % 5 ед. (сПз) 1,7 ед. (сПз) №40 Теории кроветворения; роль гистологии в развитии гематологии. Первая попытка обобщения имеющихся материалов в виде теории кроветворения была предпринята в 1880 году Эрлихом - была предложена дуалистическая теория кроветворения: из отдельных 2родоначальных клеток начинается и происходит лимфоцитопоэз и миелопоэз. В начале ХХ века Ашоф и Шиллинг предложили триалистическую теорию кроветворения - т.е. к 2-м родоначальным клеткам лимфоцитопоэза и миелопоэза был добавлен третья отдельная родоначальная клетка для моноцитопоэза. Существовала еще полифилитическая теория, предполагающая наличие отдельных родоначальных клеток для каждой разновидности форменных элементов крови. Основоположником современной унитарной теории кроветворения является отечественный гистолог Максимов (работал на кафедре гистологии ВМА в С-Петербурге). Еще в 1907 году Максимов утверждал, что все клетки крови развиваются из единой одной и той же родоначальной клетки; мало того, он назвал эту клетку морфологически это малый лимфоцит. Однако имеющиеся в то время методы исследований не позволяли экспериментально доказать верность этой теории. Максимов в ходе гемоцитопоэза клетки крови подразделял на 4 группы: 1 группа - клетки с неограничанной возможностью превращений, т.е. родоначальная клетка, способная развиваться и превратиться в любой форменный элемент крови. 2 группа - клетки с частично ограниченный способностью развиваться в ту или иную форму клеток крови. 3 группа - клетки со строго ограничанной возможностью развития. 4 группа - клетки крови не способные изменяться. Последующие исследования показали верность унитарной теории кроветворения Максимова. Отечественные ученые Кассирский, Алексеев внесли существенный вклад в области цитохимических и электронно-микроскопических исследований клеток крови в разных стадиях гемоцитопоэза. Канадские исследователи Till и Mc-Culloch при помощи оригинальной серии экспериментов со смертельно облученными мышами доказали существование стволовых кроветворных клеток (СКК). Современная схема кроветворения в варианте, который Вы будете изучать, составлена в 1973 году Чертковым и Воробьевым. Согласно этой схеме все клетки крови в процессе гемцитопоэза подразделены на 6 классов. 1-й класс - полипотентные стволовые кроветворные клетки (ПСКК). Морфологически выглядат как малые темные лимфоциты. В норме у здорового человека у ПСКК обмен веществ на низком уровне, 80% ПСКК находится в G0 фазе, т.е. в покое - не делятся. ПСКК полипотентны - могут дифференцироваться в любую клетку крови, способны к самоподдержанию автоматически поддерживается определенное количество ПССК в организме. При необходимости способны к ускоренной пролиферации, 1 клетка может дать до 100 митозов. Активность ПСКК регулируется микроокружением и гуморально - гемопоэтинами. 2-й класс - полустволовые клетки (ПСК) - клетки предшественники миелопоэза, клетки предшественники лимфопоэза. Взаимопереход этих клеток еще возможен при изменении специфического микроокружения. Морфологически выглядат как малые темные лимфоциты. 3-й класс - унипотентные предшественники, имеется отдельный предшественник для каждого форменного элемента крови. Взаимопереход между направлениями дифференцировки становится невозможным. Морфологически выглядат как малые темные лимфоциты. Если все клетки 1-3 класса между собой морфологически не различимы и все выглядат как малые темные лимфоциты, то начиная с 4-го класса созревающие клетки становятся морфологически идентифицируемыми. 4-й класс - бластные клетки, дифференцируются в строго определенном направлении, морфологически различимы. 5-й класс - созревающие клетки. В клетках появляются специфические для каждой клетки структуры, клетки постепенно теряют способность к делению. 6-й класс - зрелые клетки крови. №41 Эмбриональное (первичное) кроветворение. Кроветворение в стенке желточного мешка. У человека начинается в конце 2й – в начале 3й недели эмбрионального развития. В мезенхиме стенки желточного мешка обособляются зачатки сосудистой крови, или кровяные островки. Мезенхимные клетки в них округляются, теряют отростки и преобразуются в стволовые клетки (СК). Клетки, ограничивающие кровяные островки, уплощаются, соединяются между собой и образуют эндотелиальную выстилку будущего сосуда. Часть стволовых клеток дифференцируется в первичные клетки (бласты). Большинство первичных кровяных клеток митотически делится и превращается в первичные эритробласты, характеризующиеся крупным размером (мегалобласты). Это превращение совершается в связи с накоплением гемоглобина в цитоплазме бластов, при этом сначала образуются полихроматофильные эритробласты, а затем оксифильные эритробласты с большим содержанием гемоглобина. Такой тип кроветворения называется МЕГАЛОБЛАСТИЧЕСКИМ. Наряду с мегалобластическим в стенке желточного мешка начинается нормобластическое кроветворение, при котором из бластов образуются вторичные эритробласты, сначала они превращаются в полихроматофильные эритробласты, далее в нормобласты, из которых образуются вторичные эритроциты (нормоциты). Развитие эритроцитов в стенке желточного мешка происходит внутри первичные кровеносных сосудов, т.е. интраваскулярно. Одновременно экстраваскулярно из бластов, расположенных вокруг сосудистых стенок, дифференцируется небольшое количество гранулоцитов – нейтрофилов и эозинофилов. После редукции желточного мешка основным органом кроветворения становится печень. На 3-4-й неделе жизни эмбриона закладывается печень, которая уже на 5-й неделе жизни эмбриона становится центром кроветворения. Гемоцитобласты в печени возникают из окружающих капилляры клеток печеночных долек. Из этих гемоцитобластов образуются вторичные эритроциты. Одновременно из других клеток происходит образование гранулоцитов. Кроме того, в кроветворной ткани печени формируются гигантские клетки, или мегакариоциты, из которых образуются тромбоциты. К концу внутриутробного периода кроветворение в печени прекращается. Универсальный кроветворный орган в первой половине эмбриональной жизни представляет собой селезенка. В ней развиваются все клетки крови. По мере роста плода образование эритроцитов в селезенке и в печени угасает, и этот процесс перемещается в костный мозг, который впервые закладывается в конце 2-го месяца эмбриональной жизни в ключицах, а позднее — и во всех других костях. На втором месяце внутриутробного развития закладывается вилочковая железа, в которой начинается образование лимфоцитов, в дальнейшем расселяющихся в другие лимфоидные органы. У 3-месячного плода в области шейных лимфатических мешков начинают формироваться зачатки лимфатических узлов. На ранних стадиях развития в них образуются лимфоциты, гранулоциты, эритроциты и мегакариоциты. Позже образование гранулоцитов, эритроцитов, и мегакариоцитов подавляется, и продуцируются только лимфоциты — основные элементы лимфоидной ткани. К моменту рождения ребенка процессы кроветворения усиливаются. №42 Дефинитивное (вторичное) кроветворение. Постэмбриональный гемоцитопоэз представляет собой процесс физиологической регенерации крови, который совершается в гемопоэтических тканях (миелоидной). Миелопоэз происходит в миелоидной ткани, расположенной в эпифизах трубчатых и полостях многих губчатых костей. Здесь развиваются форменные элементы крови: эритроциты, гранулоциты, моноциты, кровяные пластинки, предшественники лимфоцитов. В миелоидной ткани находятся стволовые клетки крови и соединительной ткани. Лимфопоэз происходит в лимфоидной ткани (тимус, селезенка, лимфоузлы). Она выполняет 3 основные функции ( образование лимфоцитов, образование плазмоцитов и удаление клеток и продуктов их распада). Дефинитивное кроветворение, или физиологическая регенерация крови, представляет собой многоступенчатый процесс, в котором различают молодые гемопоэтические, компетентные, коммитирован-ные, дифференцирующиеся и специализированные клетки. Процесс образования гемоцитов начинается с тотипотентной стволовой клетки, которая обладает масштабными пролиферативными способностями. Клетки, возникающие из нее, (полипотентные) обладают ограниченными потенциями. Попадая в разное окружение, дают начало лимфоцитопоэзу и миелопоэзу. Размножение и дифференцировка полипотентных клеток дает начало третьему классу - унипотентным колониеобразующим клеткам или единицам КОЕ; КОЕ моноцитов, КОЕ миелоцитов (нейтрофилов, эозинофилов, базофилов) и КОЕ эритроцитов. В результате размножения клеток КОЕ возникает четвертый класс гемопоэтических клеток - компетентные бласты. Индуцибельные гены ядер бластных элементов обеспечивают программу реализации диф-ференцировки и специализации пятого класса гемоцитов - проклеток. №43 Стволовая кроветворная клетка; доказательства ее наличия. Стволовые клетки являются полипотентными предшественниками всех клеток крови и относятся к самоподдерживающейся популяции клеток. Они редко делятся. Впервые представление о родоначальных клетках крови сформулировал в начале 20 века А.А. Максимов, который считал, что по своей морфологии они сходны с лимфоцитами. В настоящее время это представление нашло подтверждение и дальнейшее развитие в новейших экспериментальных исследования, проводимых главным образом на мышах. Выявление СКК стало возможными при применении метода колониеобразования. Экспериментально показано, что при введении смертельно облученным животным (утратившим собственные стволовые клетки) взвеси клеток красного костного мозга или фракции, обогащенной СКК, в селезенке появляются колонии клеток – потомков одной СКК. Пролиферативную активность СКК модулируют колонистимулирующие факторы (КСФ), ИЛ-3. Каждая СКК в селезенке образует одну колонию и называется селезеночной колониеобразующей единицей (КОЕ-С). Подсчет колоний позволяет судить о количестве стволовых клеток, находящихся во введенной взвеси клеток. Исследования клеточного состава колоний позволило выявить 2 линии их дифференцировки. Одна линия дает начало мультипотентной клетке – родоначальнице гранулоцитарного, моноцитарного, эритроцитарного и мегакариоцитарного рядов гемопоэза (КОЕ-ГЭММ). Вторая линия дает начало мультипотентной клетке – родоначальнице лимфопоэза (КОЕ-Л). Из мультипотентных клеток дифференцируются олигопотентные (КОЕ-ГМ) и унипотентные родоначальные клетки. Методом колониеобразования определены родоначальне унипотентные клетки для моноциотов, нейтрофильных гранулоцитов, эозинофилов, базофилов, эритроцитов, мегакариоцитов, из которых образуются клеткипредшественники. Полипотентные, олигопотентные и унипотентные клетки морфологически не различаются. №44 Эритропоэз, стадии и клеточные формы. Понятие об эритроне. Родоначальницей эритроидных клеток человека, как и других клеток крови, является полипотентная стволовая клетка крови (СКК), способная формировать колонии. Дифференцирующаяся полипотентная СКК дает 2 типа мультипотентных частично коммитированных СКК: 1) коммитированные к лимфоидному типу дифференцировки, 2) КОЕ-ГЭММ, единицы, образующие смешанные колонии, состоящие из гранулоцитов, эритроцитов, моноцитов и мегакариоцитов. Из второго типа мультипотентных СКК дифференцируются унипотентные единицы: бурстообразующая (БОЕ-Э) и колониеобразующая (КОЕ-Э) эритроидные клетки, которые являются коммитированными родоначальными клетками эритропоэза. БОЕ-Э, по сравнению с КОЕ-Э, является менее дифференцированной и при интенсивном размножении быстро образует крупную колонию клеток и малочувствительна к эритропоэтину. КОЕ-Э более зрелая клетка, образует более мелкие колонии и чувствительна к эритропоэтину. Образующиеся из КОЕ-Э эритроидные клетки морфологически идентифицируются. Сначала образуется проэритробласт. Проэритробласт – клетка, имеющая круглое ядро с мелкозернистым хроматином, 1-2 ядрышка, цитоплазму со средней базофилией, в которой содержатся свободные рибосомы и полисомы , слаборазвитый аппарат Гольджи и гранулярная ЭПС. Базофильный эритробласт – клетка меньшего размера, содержит больше гетерохроматина. Цитоплазма клетки обладает выраженной базофильностью в связи с накоплением в ней рибосом, в которых начинается синтез гемоглобина. Полихроматофильный эритробласт – ядро содержит много гетерохроматина. Следующая стадия дифференцировки – образование оксифильного эритрона (нормобласта). Это клетка небольшого размера, имеющая маленькое ядро. В цитоплазме эритробласта содержится много гемоглобина, обеспечивающего его оксифилию. Ретикулоцит – безъядерная клетка с небольшим содержанием рибосом, обусловливающих наличие участков базофилии, и преобладанием гемоглобина. При выходе в кровь ретикулоцит созревает в эритроцит в течение 1-2 суток. Эритроцит – клетка, образующаяся на конечной стадии дифференцировки клеток эритроидного ряда. Имеет форму двояковогнутого диска. Период образования эритроцита занимает 7 дней, его продолжительность жизни – 120 дней. Таким образом, в процессе эритропоэза происходят уменьшение размера клетки в 2 раза, уменьшение размера и уплотнение ядра и его выход из клетки, уменьшение содержания РНК, накопление гемоглобина, потеря способности к делению. Из одной СКК в теч. 7-10 дней в результате 12 делений образуется 2048 зрелых эритроцитов. Эритрон — совокупность незрелых и зрелых, неподвижных и циркулирующих, расположенных интра- и экстравазально клеток эритроцитарного ряда, находящихся на всех стадиях развития — образования (резервный, пролиферирующий, созревающий пул в кроветворной ткани), функционирования (циркулирующий пул в крови) и гибели (в макрофагоцитах органов кроворазрушения). №45 Гранулоцитопоэз, стадии и клеточные формы. Дифференцировка и созревание клеток гранулоцитопоэза происходит в костном мозге, где из коммитированных, морфологически неидентифицируемых клеток-предшественников КОЕ-ГМ (колониеобразующая единица грануломоноцитопоэза) и КОЕ-Г (колониеобразуюшая единица гранулоцитопоэза) формируется пул пролиферирующих гранулоцитов, состоящий из миелобластов, промиелоцитов и миелоцитов. Все эти клетки характеризуются способностью к делению. Другой пул, образующийся в костном мозге – это непролиферирующие (созревающие) клетки – метамиелоциты, палочкоядерные и сегментоядерные гранулоциты. Созревание клеток сопровождается изменением их морфологии: уменьшением ядра, конденсацией хроматина, исчезновением ядрышек, сегментацией ядра, появлением специфической зернистости, утратой базофилии и увеличением объема цитоплазмы. Процесс формирования зрелого гранулонита из миелобласта осуществляется в костном мозге в течение 10 13 дней. Регуляция гранулоцитопоэза обеспечивается колониестимулирующими факторами: ГМ- КСФ (гранулоцитарно-макрофагальный фактор) и Г-КСФ (гранулоцитарный колониестимулирующий фактор), действующими до конечной стадии созревания гранулоцитов. На стадии поздних миелобластов и промиелоцитов происходит образование первичных гранул (азурофильной зернистости), специфическим маркером которых является миелопероксидаза. В цитоплазме миелоцитов начинается формирование специфической зернистости (вторичные гранулы). Маркерами вторичных гранул являются лактоферрин, катионный белок кателицидии, В12связываюший белок и другие факторы. В состав вторичных гранул также входит лихоцим, коллагеназа, металлопротеиназы. Количество вторичных гранул увеличивается в клетке но мере ее созревания, в зрелых сегмеитоядериых гранулоцитах на их долю приходится 70-90%, остальные 10-30% составляет азурофильная зернистость. Зрелые гранулоциты костного мозга образуют гранулоцитарный костномозговой резерв, насчитывающий около 8,8 млрд/кг и мобилизуемый в ответ на специфический сигнал при бактериальных инфекциях. Покидая костный мозг, гранулоциты представляют собой полностью дифференцированные клетки, имеющие полный спектр поверхностных рецепторов и цитоплазматических гранул с набором многочисленных биологически активных веществ. Нейтрофилы составляют 60 70% общего числа лейкоцитов крови. После выхода нейтрофильных гранулоцитов из костного мозга в периферическую кровь часть их остается в свободной циркуляции в сосудистом русле (циркулирующий пул), другие занимают пристеночное положение, образуя маргинальный пул. Зрелый нейтрофил пробывает в циркуляции 8 10 часов, затем поступает в ткани, образуя по численности значительный пул клеток. Продолжительность жизни нейтрофильного гранулоцита в тканях составляет 2-3 дня. Функцией нейтрофилов является участие в борьбе с микроорганизмами путем их фагоцитоза. Содержимое гранул способно разрушить практически любые микробы. В нейтрофилах содержатся многочисленные ферменты (кислые протениазы, миелопероксидаза, лизоцим, лактоферрин, целочная фосфатаза и др.), вызывающие бактериолиз и переваривание микроорганизмов. Эозинофилы составляют 0.5-5% от всех лейкоцитов крови, циркулируют в течение 6-12 часов, после чего поступают в ткани, срок полужизни – 12 суток. В клетках содержится значительное количество гранул, основным компонентом которых является главный щелочной белок, а также перекиси, обладающие бактерицидной активностью. В гранулах выявляются кислая фосфатаза, арилсульфатаза, коллагеназа, эластаза, глюкуроиидаза, катепсин, миелонероксидаза и другие ферменты. Обладая слабой фагоцитарной активностью, эозинофилы обусловливают внеклеточный цитолиз, тем самым участвуя в противогельминтном иммунитете. Другой функцией этих клеток является участие в аллергических реакциях. Базофилы и тучные клетки имеют костномозговое происхождение. Предполагают, что предшественники тучных клеток покидают костный мозг и через периферическую кровь попадают в ткани. Дифференцировка базофилов в костном мозг длится 1,5-5 суток. Ростовым фактором базофилов и тучных клеток являются ИЛ-3, ИЛ-4. Созревшие базофилы поступают в кровоток, где период их полужизни составляет около 6 часов. На долю базофилов приходится всего 0,5% от общего числа лейкоцитов крови. Базофилы мигрируют в ткани, где через 1-2 суток после осуществления основной эффекторной функции гибнут. В гранулах этих клеток содержатся гистамин, хондроигинсульфаты А и С, гепарин, серотонин, ферменты (трипсин, химотринсии, пероксидаза, РНК-аза и др.). Базофилы имеют на клеточной мембране высокую плотность рецепторов к IgE, обеспечивающих не только связывание IgE, но и освобождение гранул, содержимое которых обусловливает развитие аллергических реакций. Базофилы также способны к фагоцитозу. Тучные клетки крупнее базофилов, имеют округлое ядро и много гранул, которые по составу аналогичны гранулам базофилов. №46 Гуморальная и нервная регуляция гемопоэза. Регуляция гемопоэза - гемопоэз или кроветворение происходит под влиянием различных факторов роста, которые обеспечивают деление и дифференцировку клеток крови в красном костном мозге. Выделяют две формы регуляции: гуморальную и нервную. Нервная регуляция осуществляется при возбуждении адренэргических нейронов, при этом происходит активация гемопоэза, а при возбуждении холинэргических нейронов - торможение гемопоэза. Гуморальная регуляция происходит под действием факторов экзо- и эндогенного происхождения. К эндогенным факторам относятся: гемопоэтины (продукты разрушения форменных элементов), эритропоэтины (образуются в почках при снижении концентрации кислорода в крови), лейкопоэтины (образуются в печени), тромбоцитопоэтины: К (в плазме), С (в селезенке). К экзогенным витамины: В3 образование стромы эритроцитов, В12 - образование глобина; микроэлементы (Fe, Cu...); внешний фактор Касла. А также такие факторы роста как: интерлейкины, колониестимулирующие факторы КСФ, факторы транскрипции — специальные белки, регулирующие эксп-рессию генов гемопоэтических клеток. Кроме этого большую роль играет строма костного мозга, которая создает гемопоэтическое микроокружение, необходимое для развития, дифференциации и созревания клеток. Таким образом регуляция гемопоэза представляет собой единую систему, состоящую из нескольких взаимосвязанных звеньев каскадного механизма, которая реагирует на изменяющиеся условия внешней и внутренней среды и различные патологические состояния (при сильной анемии – снижении содержания эритроцитов, снижении содержания лейкоцитов, тромбоцитов, факторов свертывания крови, острой кровопотери и т.д.). Угнетение гемопоэза происходит под действием ингибирующих факторов. К ним относятся продукты образуемые клетками на последних этапах созревания ( простагландины, цитокины и др.) №47 Общая характеристика иммунной системы и иммуноцитов. Иммунная система объединяет органы и ткани, в которых происходит образование и взаимодействие клеток — иммуноцитов, выполняющих функцию распознавания генетически чужеродных субстанций (антигенов) и осуществляющих специфические реакции защиты. Иммунитет — это способ защиты организма от всего генетически чужеродного — микробов, вирусов, от чужих клеток или генетически измененных собственных клеток. Иммунная система обеспечивает поддержание генетической целостности и постоянства внутренней среды организма, выполняя функцию распознавания «своего» и «чужого». В организме взрослого человека она представлена: красным костным мозгом - источником стволовых клеток для иммуноцитов, центральным органом лимфоцитопоэза (тимус), периферическими органами лимфоцитопоэза (селезенка, лимфатические узлы, скопления лимфоидной ткани в органах), лимфоцитами крови и лимфы, а также популяциями лимфоцитов и плазмоцитов, проникающими во все соединительные иэпителиальные ткани. Все органы иммунной системы функционируют как единое целое благодаря нейрогуморальным механизмам регуляции, а также постоянно совершающимся процессам миграции и рециркуляции клеток по кровеносной и лимфатической системам. Главными клетками, осуществляющими контроль и иммунологическую защиту в организме, являются лимфоциты, а также плазматические клетки и макрофаги. Постоянно перемещающиеся лимфоциты осуществляют «иммунный надзор». Они способны «узнавать» чужие макромолекулы бактерий и клеток различных тканей многоклеточных организмов и осуществлять специфическую защитную реакцию. Для понимания роли отдельных клеток в иммунологических реакциях необходимо прежде всего дать определение некоторым понятиям иммунитета. Антигены Антигены — это сложные органические вещества, способные при поступлении в организм человека и животных вызывать специфический иммунный ответ. Свойствами антигенов обладают бактерии, вирусы, паразиты, чужеродные клетки и ткани, мутировавшие собственные клетки тела (например, раковые), продукты жизнедеятельности чужеродных клеток — белки, полисахариды, полипептиды, а также искусственные высокополимерные соединения. Другими словами, антигены – все те вещества, которые несут признаки генетической чужеродности и при введении в организм вызывают развитие специфических иммунологических реакций. Антитела — это сложные белки, синтезируемые В-лимфоцитами и плазмоцитами, способные специфически соединяться с соответствующими антигенами (например, с бактериальными) и обезвреживать их. Обнаружение антител в глобулиновой (гамма-) фракции белков крови обусловило их название — иммуноглобулины (Ig). Выявлено несколько классов иммуноглобулинов — IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Молекула антитела имеет форму Y [рогатки] и состоит из четырех полипептидных цепей — двух идентичных тяжелых цепей — Н-цепей (heavy chains) и параллельно расположенных двух идентичных легких цепей — L-цепей (англ. light chains), соединенных дисульфидными (S—S) мостиками. Каждая Н- и L-цепь иммуноглобулиновой молекулы имеет вариабельныеобласти V (variable), располагающиеся на обоих ветвях Н- и L-цепей [т.е. на обоих вершинах рогатки], и постоянные области С (constant) [в основании рогатки]. В двух вариабельных областях находятся антигенсвязывающие участки — два Fab-фрагмента (fragment antigen bilding) — места распознавания и связывания антигена. Постоянные области находятся в Fc-фрагменте(fragment crysralline), образованном лишь Н-цепями. Эти области обеспечивают связывание компонентов комплемента и/или клеточных рецепторов. Выявлено 5 типов тяжелых цепей (µ, γ, α, ε, δ ) и 2 типа легких цепей (κ, λ), различные сочетания которых обеспечивают образование множества разновидностей антител с уникальными участками связывания антигенов. Антитела в высоких концентрациях находятся в крови и лимфе, а также в жидких секретах (молоко, слезы, пот, вагинальный секрет, секрет предстательной железы и др.). Антитела инактивируют вирусы, токсины, бактерии. С их помощью на микроорганизмах фиксируются белки плазмы крови системы комплемента, что приводит к активации поглощения микробов фагоцитами и их последующей гибели. Фиксация антител на чужеродных клетках (например, на опухолевых) способствует уничтожению последних Т-лимфоцитами—киллерами. Лимфоциты Т-лимфоциты. Дифференцируются в тимусе, поступают в кровь и лимфу и заселяют Т-зоны в периферических органах иммунной системы – лимфоузлах, селезенке, в одиночных и множественных фолликулах различных органов, в которых под влиянием антигенов образуются Т-иммуноциты и Тклетки памяти. Для Т-лимфоцитов характерно наличие на плазмолемме особых рецепторов, способных специфически распознавать и связывать антигены. Так же они обеспечивают клеточный иммунитет, участвуют в регуляции гуморального иммунитета, осуществляют продукцию цитокинов при действии антигенов. Так же различают Тк(участвуют в реакциях клеточного иммунитета, обеспечивая разрушение чужеродных клеток и собственных измененных клеток. Тх – стимулируют дифференцировку В-лимфоцитов. Главной функцией Тх является распознавание чужеродных антигенов, секреция интерлейкинов, стимулирующих В-лимфоциты и другие клетки для участия в иммунных реакциях. Тс способны ингибировать активность Тх, В-лимфоцитов и плазмоцитов. Они участвуют в аллергических реакциях, реакциях гиперчувствительности. Тс подавляют дифференцировку В-лимфоцитов. Т-лимфоциты продуцируют цитокины. В-лимфоциты – являются основными клетками, участвующими в гуморальном иммунитете. У человека они образуются из СКК красного костного мозга, затем поступают в кровь и далее заселяют В-зоны периферических лимфоидных органов. Для них характерно наличие на плазмолемме поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов для антигенов. №48 Т-лимфоциты, их антигеннезависимая и антигензависимая пролиферация и дифференцировка. Пре-Т-клетки мигрируют из костного мозга через кровь в центральный орган иммунной системы — вилочковую железу (тимус). Еще в период эмбрионального развития в вилочковой железе создается микроокружение, имеющее значение для дифференцировки Т-лимфоцитов. В формировании микроокружения особая роль отводится ретикулоэпителиальным клеткам этой железы, способным к продукции ряда биологически активных веществ. Мигрирующие в вилочковую железу пре-Т-клетки приобретают способность реагировать на стимулы микроокружения. Пре-Т-клетки в вилочковой железе пролиферируют, трансформируются в Т-лимфоциты, несущие характерные мембранные антигены (CD4+, CD8+). Т-лимфоциты генерируют и «поставляют» в кровообращение и в тимусзависимые зоны периферических лимфоидных органов 3 типа лимфоцитов: Тц, Тх и Тс. Мигрирующие из вилочковой железы «девственные» Т-лимфоциты (виргильные Т-лимфоциты) являются короткоживущими. Специфическое взаимодействие с антигеном в периферических лимфоидных органах служит началом процессов их пролиферации и дифференцировки в зрелые и долгоживущие клетки (Т-эффекторные и Тклетки памяти), составляющие большую часть рециркулирующих Т-лимфоцитов. Из вилочковой железы мигрируют не все клетки. Часть Т-лимфоцитов погибает. Существует мнение, что причиной их гибели служит присоединение антигена к антигенспецифическому рецептору. В вилочковой железе нет чужеродных антигенов, поэтому данный механизм может служить для удаления Т-лимфоцитов, способных реагировать с собственными структурами организма, т.е. выполнять функцию защиты от аутоиммунных реакций. Гибель части лимфоцитов является генетически запрограммированной (апоптоз). Дифференцировочные антигены Т-клеток. В процессе дифференцировки лимфоцитов на их поверхности появляются специфические мембранные молекулы гликопротеидов. Такие молекулы (антигены) можно обнаружить с помощью специфических моноклональных антител. Получены моноклональные антитела, которые реагируют лишь с одним антигеном клеточной мембраны. С помощью набора моноклональных антител можно идентифицировать субпопуляции лимфоцитов. Имеются наборы антител к дифференцировочным антигенам лимфоцитов человека. Антитела составляют относительно немного групп (или «кластеров»), каждая из которых узнает один единственный белок клеточной поверхности. Создана номенклатура дифференцировочных антигенов лейкоцитов человека, выявляемых моноклональными антителами. Эта CD-номенклатура (CD — cluster of differentiation — кластер дифференцировки) базируется на группах моноклональных антител, реагирующих с одними и теми же дифференцировочными антигенами. Получены многоклональные антитела к ряду дифференцировочных антигенов Т-лимфоцитов человека. При определении общей популяции Т-клеток могут быть использованы моноклональные антитела специфичностей CD (CD2, CD3, CDS, CD6, CD7). Известны дифференцировочные антигены Т-клеток, которые характерны либо для определенных стадий онтогенеза, либо для различающихся по функциональной активности субпопуляций. Так, CD1 — маркер ранней фазы созревания Т-клеток в вилочковой железе. В процессе дифференцировки тимоцитов на их поверхности экспрессируются одновременно маркеры CD4 и CD8. Однако в последующем маркер CD4 исчезает с части клеток и сохраняется только на субпопуляции, переставшей экспрессировать антиген CD8. Зрелые CD4+ клетки являются Тх. Антиген CD8 экспрессируется примерно на ⅓ периферических Т-клеток, которые созревают из CD4+/CD8+ Т-лимфоцитов. Субпопуляция CD8+ Т-клеток включает цитотоксические и супрессорные Т-лимфоциты. Антитела к гликопротеинам CD4 и CD8 широко используются для того, чтобы различать и разделять Т-клетки соответственно на Тх и Тц. Кроме дифференцировочных антигенов, известны специфические маркеры Т-лимфоцитов. Т-клеточные рецепторы для антигенов представляют собой антителоподобные гетеродимеры, состоящие из полипептидных α- и β-цепей. Каждая из цепей имеет длину в 280 аминокислот, большая внеклеточная часть каждой цепи свернута в два Ig-подобных домена: один вариабельный (V) и один константный (С). Антителоподобный гетеродимер кодируется генами, которые собираются из нескольких генных сегментов в процессе развития Т-клеток в вилочковой железе. №49 В-лимфоциты, их антигеннезависимая и антигензависимая пролиферация и дифференцировка. Предшественники В-клеток (пре-В-клетки) развиваются в дальнейшем у птиц в фабрициевой сумке (bursa), откуда произошло название В-лимфоциты, у человека и млекопитающих — в костном мозге. Сумка Фабрициуса (bursa Fabricii) — центральный орган иммунопоэза у птиц, где происходит развитие В-лимфоцитов, находится в области клоаки. Для ее микроскопического строения характерно наличие многочисленных складок, покрытых эпителием, в которых расположены лимфоидные узелки, ограниченные мембраной. В узелках содержатся эпителиоциты и лимфоциты на различных стадиях дифференцировки. В период эмбриогенеза в центре фолликула формируется мозговая зона, а на периферии (снаружи от мембраны) — корковая зона, в которую, вероятно, мигрируют лимфоциты из мозговой зоны. В связи с тем что в сумке Фабрициуса у птиц образуются исключительно В-лимфоциты, она является удобным объектом для изучения строения и иммунологических характеристик этого вида лимфоцитов. Для ультрамикроскопического строения В-лимфоцитов характерно наличие в цитоплазме групп рибосом в виде розеток. Эти клетки имеют более крупные ядра и менее плотный хроматин, чем у Т-лимфоцитов, в связи с увеличением содержания эухроматина. В-лимфоциты отличаются от других типов клеток способностью синтезировать иммуноглобулины. Зрелые В-лимфоциты экспрессируют Ig на клеточной мембране. Такие мембранные иммуноглобулины (MIg) функционируют как антигенспецифические рецепторы. Пре-В-клетки синтезируют внутриклеточный цитоплазматический IgM, но не имеют поверхностных иммуноглобулиновых рецепторов. Костномозговые виргильные В-лимфоциты имеют IgM-рецепторы на своей поверхности. Зрелые В-лимфоциты несут на своей поверхности иммуноглобулиновые рецепторы различных классов — IgM, IgG и др. Дифференцированные В-лимфоциты поступают в периферические лимфоидные органы, где при действии антигенов происходят пролиферация и дальнейшая специализация В-лимфоцитов с образованием плазмоцитов и В-клеток памяти (ВП). В ходе своего развития многие В-клетки переключаются с выработки антител одного класса на выработку антител других классов. Этот процесс называется переключением класса. Все В-клетки начинают свою деятельность по синтезу антител с выработки молекул IgM, которые встраиваются в плазматическую мембрану и служат рецепторами для антигена. Затем, еще до взаимодействия с антигеном, большая часть В-клеток переходит к одновременному синтезу молекул IgM и IgD. Когда виргильная В-клетка переходит от выработки одного лишь мембраносвязанного IgM к одновременному синтезу мембраносвязанных IgM и IgD, переключение происходит, вероятно, благодаря изменению процессинга РНК. При стимуляции антигеном некоторые из этих клеток активируются и начинают выделять антитела IgM, преобладающие в первичном гуморальном ответе. Другие стимулированные антигеном клетки переключаются на выработку антител классов IgG, IgE или IgA; В-клетки памяти несут эти антитела на своей поверхности, а активные В-клетки их секретируют. Молекулы IgG, IgE и IgA в совокупности называются антителами вторичных классов, так как они, по-видимому, образуются только после антигенной стимуляции и преобладают во вторичных гуморальных ответах. При помощи моноклональных антител удалось выявить определенные дифференцировочные антигены, которые еще до появления цитоплазматических µ-цепей позволяют отнести несущий их лимфоцит к В-клеточной линии. Так, антиген CD19 является самым ранним маркером, позволяющим отнести лимфоцит к В-клеточному ряду. Он присутствует на пре-В-клетках в костном мозге, на всех периферических В-клетках. Антиген, выявляемый моноклональными антителами группы CD20, специфичен для В-лимфоцитов и характеризует более поздние стадии дифференцировки. На гистологических срезах антиген CD20 выявляется на В-клетках герминативных центров лимфоидных узелков, в корковом веществе лимфатических узлов. В-лимфоциты несут также ряд других (например, CD24, CD37) маркеров. Различают антигеннезависимую и антигензависимую дифференцировку и специализацию В- и Тлимфоцитов. Антигеннезависимая пролиферация и дифференцировка генетически запрограммированы на образование клеток, способных давать специфический тип иммунного ответа при встрече с конкретным антигеном благодаря появлению на плазмолемме лимфоцитов особых «рецепторов». Она совершается в центральных органах иммунитета (тимус, костный мозг или фабрициева сумка у птиц) под влиянием специфических факторов, вырабатываемых клетками, формирующими микроокружение (ретикулярная строма или ретикулоэпителиальные клетки в тимусе). Антигензависимая пролиферация и дифференцировка Т- и В-лимфоцитов происходят при встрече с антигенами в периферических лимфоидных органах, при этом образуются эффекторные клетки и клетки памяти (сохраняющие информацию о действовавшем антигене). Образующиеся Т-лимфоциты составляют пул долгоживущих, рециркулирующих лимфоцитов, а Влимфоциты — короткоживущих клеток. №50 Иммунная система и ее функции, виды иммунитета. . Установлено, что наряду с эндокринной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и другими системами в организме животных и человека имеется и самостоятельная иммунная система. Одним из краеугольных камней основания здания иммунной системы является иммунный лимфоцит — разновидность белых кровяных шариков (лейкоцитов). Лимфоциты находятся не только в крови, но и составляют основную массу клеток тканевой жидкости — лимфы. Они составляют основную массу лимфоидных органов — лимфатических узлов, селезенки, вилочковой железы (тимуса) и других лимфоидных органов желудочно-кишечного тракта (мидалин, лимфоидных образований тонкого кишечника). "Классические" представления об иммунитете Существует два вида иммунитета: врожденный и приобретенный. Врожденный (видовой) иммунитет обеспечивает защиту организма от паразитов, поражающих другие виды (например, чума крупного рогатого скота, вирус табачной мозаики). Приобретенный (индивидуальный) иммунитет возникает после перенесения человеком какого-то заболевания, т.е. у каждого индивида он свой, собственный. Сейчас принято врожденный иммунитет называть неспецифическим, а приобретенный – специфическим. Разница между ними следующая: Неспецифический иммунитет Специфический иммунитет вторичный ответ по силе и времени действия абсолютно такой же, как и при первичном ответе на поступление в организм антигена антиген не запоминается вторичный ответ развивается быстрее и сильнее, чем первичный обладает иммунологической памятью (т.е. антиген запоминается) Примером неспецифического иммунитета может служить воспалительная реакция при попадании в кожу занозы, причем при повторном поражении такой же занозой все этапы реакции организма развиваются точно также, как и при первичном ответе. Кратко укажем, что главную роль в этих процессах играют микрофаги (они происходят из одного вида лейкоцитов крови – нейтрофилов), способные к фагоцитозу антигенов (прежде всего - бактерий). Кстати, гной, возникающий при различных болезнях у человека, - это не что иное, как масса погибших микрофагов. Возможность формирования системы приобретенного иммунитета закладывается при рождении одинаковой у всех людей, но в процессе жизни в силу того, что каждый человек контактирует в течение жизни со "своим" набором антигенов, приобретенный иммунитет формируется у всех людей поразному, строго индивидуально. Этот вид иммунитета принято делить на естественный и искусственный, каждый из которых делится на активный и пассивный. Ниже рассматриваются эти четыре случая. Современные представления об иммунитете В настоящее время иммунный ответ организма связывают главным образом с согласованной деятельностью трех видов белых клеток крови (агранулярных лейкоцитов): В- ,Т-лимфоцитов и макрофагов. Первоначально они или их предшественники (т.н. стволовые клетки) образуются в красном костном мозге, затем наблюдается их миграция в лимфоидные органы. Эти органы делятся на первичные (где лимфоциты "обучаются") и вторичные (где они "работают"). Первичными органами являются тимус(вилочковая железа) и бурса (у птиц) или красный костный мозг (возможно, и аппендикс) у млекопитающих; отсюда и название этих лимфоцитов – Т- и В-клетки соответственно. Обучение направлено на приобретение способности отличать свое от чужого (умения распознавать антигены). Чтобы быть узнанными, клетки организма синтезируют специальные белки, называемые белками главного комплекса гистосовместимости (мы их будем обозначать по английской аббревиатуре белки МНС). У каждого человека в силу генетической изменчивости эти белки разные, хотя можно выделить ряд похожих групп белков МНС у разных людей (по типу, как группы крови), которые обязательно учитывают при трансплантации органов. К вторичным лимфоидным органам относят селезенку, лимфатические узлы, миндалины, аденоиды, аппендикс, периферические лимфатические фолликулы. Они, как и сами клетки иммунитета, разбросаны по всему телу человека, чтобы "встретить" любой антиген во всеоружии. Во вторичных лимфоидных органах, собственно, и развивается иммунная реакция на антиген. Например, при различных воспалительных болезнях резко увеличиваются лимфоузлы около пораженного органа. Лимфоидные органы на первый взгляд представляются небольшой системой организма, но подсчитано, что в сумме их масса составляет более 2,5 кг (что больше массы, например, печени!). Таблица 1. Виды иммунитета и пути их формирования Активный Искусственный Формируется путем вакцинации. Пассивный Возникает после введения сывороток, Человеку делается прививка ослабленными или убитыми вирусами или бактериями. В результате развивается первичный иммунный ответ организма, а при попадании нормального неослабленного возбудителя заболевания обеспечивается вторичный ответ, ведущий к легкому течению болезни и быстрому обезвреживанию антигена. Методами генной инженерии создаются безвредные вакцины, не имеющие в своем составе "поражающего" фактора (ДНК или РНК вирусов или бактерий), но содержащие их поверхностные белки, на которые развивается иммунный ответ Естественный Возникает как вторичный ответ организма после перенесения заболевания, первого контакта с каким-то антигеном и т.п. В крови такого человека накапливаются антитела (против данного антигена!), образуются также клетки иммунологической памяти. Если в организм вновь попадает этот антиген, иммунный ответ развивается быстрее и сильнее, и болезнь протекает в легкой форме которые содержат готовые антитела против конкретного антигена (например, против дифтерии, энцефалита, змеиного яда). Эти антитела получают от иммунизированных лошадей или методами генной инженерии. Поскольку некоторые болезни развиваются быстрее, чем иммунный ответ организма, человек может умереть; но если своевременно ввести готовые антитела, они помогают справиться с болезнью, за это время развивается собственный иммунный ответ. Разработка методов вакцинации и сывороток тесно связана с именем великого французского ученого Л.Пастера Обеспечивается передачей от матери к плоду (через плаценту) или ребенку (в большей степени - через молозиво, в меньшей - через молоко) антител против самых опасных детских болезней – скарлатины, дифтерии, кори и т.п. №51 Взаимодействие иммуноцитов в реакциях инфекционного и трансплантационного иммунитета. Клеточный иммунный ответ формируется при трансплантации органов и тканей, инфицировании вирусами, злокачественном опухолевом росте. В клеточном иммунитете участвует Тц (Тк), реагирующий с антигеном в комплексе с гликопротеинами MHC I класса в плазматической мембране клетки-мишени. Цитотоксическая Т-клетка убивает клетку, инфицированную вирусом, в том случае, если она узнает с помощью своих рецепторов фрагменты вирусных белков, связанные с молекулами МНС класса I на поверхности зараженной клетки. Связывание Тц с мишенями ведет к высвобождению цитотоксическими клетками порообразующих белков, называемых перфоринами, которые полимеризуются в плазматической мембране клетки-мишени, превращаясь в трансмембранные каналы. Как полагают, эти каналы делают мембрану проницаемой, что способствует гибели клетки. Гуморальный иммунный ответ обеспечивают В-лимфоциты при участии Тх и макрофагов (антигенпрезентирующих клеток). Попавший в организм антиген поглощается макрофагом. Макрофаг расщепляет его на фрагменты, которые в комплексе с молекулами MHC класса II появляются на поверхности клетки. Такая обработка антигена макрофагом называетсяпроцессированием антигена. Для дальнейшего развития иммунного ответа на антиген необходимо участие Тх. Но прежде Тх должны быть активированы сами. Эта активация происходит тогда, когда антиген, обработанный макрофагом, распознается Тх. «Узнавание» Тх-клеткой комплекса «антиген + молекула МНС II класса» на поверхности макрофага (т.е. специфичное взаимодействие рецептора этого Т-лимфоцита со своим лигандом) стимулирует секрецию интерлейкина-1 (ИЛ-1) макрофагом. Под воздействием ИЛ-1 активизируются синтез и секреция ИЛ-2 Тх-клеткой. Выделение Тх-клеткой ИЛ-2 стимулирует ее пролиферацию. Такой процесс может быть расценен как аутокринная стимуляция, так как клетка реагирует на тот агент, который сама синтезирует и секретирует. Увеличение численности Тх необходимо для реализации оптимального иммунного ответа. Тх активируют В-клетки путем секреции ИЛ-2. Активация В-лимфоцита происходит также при прямом взаимодействии антигена с иммуноглобулиновым рецептором В-клетки. В-лимфоцит сам процессирует антиген и представляет его фрагмент в комплексе с молекулой МНС II класса на клеточной поверхности. Этот комплекс узнает уже задействованный в иммунной реакции Тх. Узнавание рецептором Тх-клетки комплекса «АГ + молекула МНС II класса» на поверхности В-лимфоцита приводит к секреции Тх-клеткой интерлейкинов — ИЛ-2, ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6, γ-ИФН (γ -интерферона), под действием которых В-клетка размножается и дифференцируется с образованием плазматических клеток и В-клеток памяти. Так, ИЛ-4 инициирует активацию В-клетки, ИЛ-5 стимулирует пролиферацию активированных В-клеток, ИЛ-6 вызывает созревание активированных В-клеток и превращение их в плазматические клетки, секретирующие антитела. Интерферон привлекает и активирует макрофаги, которые начинают более активно фагоцитировать и разрушать внедрившиеся микроорганизмы. Передача большого количества переработанных макрофагом антигенов обеспечивает пролиферацию и дифференцировку В-лимфоцитов в направлении образования плазмоцитов, вырабатывающих специфические антитела на конкретный вид антигена. Т-супрессоры (Тс), подавляют способность лимфоцитов участвовать в выработке антител и таким образом обеспечивают иммунологическую толерантность, т.е. нечувствительность к определенным антигенам. Они регулируют количество образующихся плазматических клеток и количество антител, синтезируемых этими клетками. Оказалось, что тормозить выработку антител может и особая субпопуляция В-лимфоцитов, которые получили название В-супрессоров. Показано, что Т- и Всупрессоры могут действовать подавляюще также на реакции клеточного иммунитета. Макрофаги играют важную роль как в естественном, так и в приобретенном иммунитете организма. Участие макрофагов в естественном иммунитете проявляется в их способности к фагоцитозу и в синтезе ряда активных веществ — пищеварительных ферментов, компонентов системы комплемента, фагоцитина, лизоцима, интерферона, эндогенного пирогена и др., являющихся основными факторами естественного иммунитета. Их роль в приобретенном иммунитете заключается в пассивной передаче антигена иммунокомпетентным клеткам (Т- и В-лимфоцитам), в индукции специфического ответа на антигены. Макрофаги также участвуют в обеспечении иммунного гомеостаза путем контроля над размножением клеток, характеризующихся рядом отклонений от нормы (опухолевые клетки). Для оптимального развития иммунных реакций при действии большинства антигенов необходимо участие макрофагов как в первой индуктивной фазе иммунитета, когда они стимулируют лимфоциты, так и в его конечной фазе (продуктивной), когда они участвуют в выработке антител и разрушении антигена. Антигены, фагоцитированные макрофагами, вызывают более сильный иммунный ответ по сравнению с теми, которые не фагоцитированы ими. Блокада макрофагов введением в организм животных взвеси инертных частиц (например, туши) значительно ослабляет иммунный ответ. Макрофаги способны фагоцитировать как растворимые (например, белки), так и корпускулярные антигены. Корпускулярные антигены вызывают более сильный иммунный ответ. Некоторые виды антигенов, например пневмококки, содержащие на поверхности углеводный компонент, могут быть фагоцитированы лишь после предварительнойопсонизации. Фагоцитоз значительно облегчается, если антигенные детерминанты чужеродных клеток опсонизированы, т.е. соединены с антителом или комплексом антитела и комплемента. Процесс опсонизации обеспечивается присутствием на мембране макрофага рецепторов, которые связывают часть молекулы антитела (Fcфрагмент) или часть комплемента (С3). С мембраной макрофага у человека непосредственно могут связываться только антитела класса IgG, когда они находятся в комбинации с соответствующим антигеном. IgM могут связываться с мембраной макрофага в присутствии комплемента. Макрофаги способны «распознавать» растворимые антигены, например гемоглобин. В механизме распознавания антигена выделяют два этапа, тесно связанных друг с другом. Первый этап заключается в фагоцитозе и переваривании антигена. Во втором этапе в фаголизосомах макрофага накапливаются полипептиды, растворимые антигены (сывороточные альбумины) и корпускулярные бактериальные антигены. В одних и тех же фаголизосомах может быть обнаружено несколько введенных антигенов. Изучение иммуногенности различных субклеточных фракций выявило, что наиболее активное антителообразование вызывает введение в организм лизосом. Антиген обнаруживается также в мембранах клеток. Выделяемая макрофагами большая часть переработанного материала антигенов оказывает стимулирующее влияние на пролиферацию и дифференцировку клонов Т- и В-лимфоцитов. Небольшое количество антигенного материала может длительное время сохраняться в макрофагах в виде химических соединений, состоящих не менее чем из 5 пептидов (возможно, в связи с РНК). В В-зонах лимфатических узлов и селезенки имеются специализированные макрофаги (дендритные клетки), на поверхности многочисленных отростков которых сохраняются многие антигены, попадающие в организм и передающиеся соответствующим клонам В-лимфоцитов. В Т-зонах лимфатических фолликулов расположены интердигитирующие клетки, влияющие на дифференцировку клонов Т-лимфоцитов. Таким образом, макрофаги принимают непосредственное активное участие в кооперативном взаимодействии клеток (Т- и В-лимфоцитов) в иммунных реакциях организма. №52 Хрящевая ткань. Происхождение, строение, разновидности. Хрящевые ткани (textus cartilaginei) отличаются упругостью и прочностью, что связано с положением этой ткани в организме. Хрящевая ткань входят в состав органов дыхательной системы, суставов, межпозвоночных дисков. Как и в других тканях, в хрящевой ткани выделяют клетки и межклеточное вещество. Главные клеточные элементы – хондробласты и хондроциты. Межклеточного вещества в хрящевой ткани больше, чем клеток. Оно отличается гидрофильностью и упругостью. Именно с упругостью межклеточного вещества связана опорная функция хрящевых тканей. Хрящевая ткань значительно гидратирована, - в свежей ткани содержится до 80% воды. Более половины объема «сухого» вещества хрящевой ткани составляет фибриллярный белок коллаген. В хрящевой ткани остутствуют сосуды – питательные вещества диффундируют из окружающих тканей. Классификация Различают три вида хрящевой ткани: гиалиновую, эластическую, волокнистую. Такое подразделение хрящевых тканей основано на структурно-функциональных особенностях строения их межклеточного вещества, степени содержания и соотношения коллагеновых и эластических волокон. Краткая характеристика клеток хрящевой ткани Хондробласты – небольшие уплощенные клетки, способные делиться и синтезировать межклеточное вещество. Выделяя компоненты межклеточного вещества, ходробласты как бы «замуровывают» себя в нем, - превращаются в хондроциты. Происходящий при этом рост хряща называется периферическим, или аппозиционным, - т.е. путем «наложения» новых слоев хряща. Хондроциты - имеют больший размер и овальную форму. Они лежат в особых полостях межклеточного вещества – лакунах. Хондроциты часто образуют т.н. изогенные группы из 2-6 клеток, которые произошли из одной клетки. При этом некоторые хондроциты сохраняют способность к делению, а другие активно синтезируют компоненты межклеточного вещества. За счёт деятельности хондроцитов происходит увеличение массы хряща изнутри - интерстициальный рост. Краткая характеристика межклеточного вещества хрящевой ткани Межклеточное вещество состоит из волокон и основного, или аморфного, вещества. Большинство волокон представлено коллагеновыми волокнами, а в эластических хрящах – еще и эластическими волокнами. Основное вещество содержит воду, органические вещества и минеральные вещества. Органический компонент представлен протеогликановыми агрегатами (ПГА) и гликопротеинами (ГП). В основе протеогликанового агрегата лежит длинная нить гиалуроновой кислоты. С помощью небольших глобулярных белков с гиалуроновой кислотой связаны линейные фибриллярные пептидные цепи т.н. корового белка (core protein). В свою очередь, от коровых белков отходят олигосахаридные ветви –гликозаминогликаны (ГАГ). Соединения гликозаминогликанов с коровыми белками имеют собственное название – протеогликаны (ПГ). Протеогликановые агрегаты обладают высокой гидрофильностью, т.е. связывают большое количество воды и обеспечивают тем самым высокую упругость хряща. При этом они сохраняют проницаемость для низкомолекулярных метаболитов. Хрящевой дифферон и хондрогистогенез Развитие хрящевой ткани осуществляется как у эмбриона, так и в постэмбриональном периоде при регенерации. В процессе развития хрящевой ткани из мезенхимы образуется хрящевой дифферон: стволовые клетки, полустволовые (прехондробласты), хондробласты (хондробластоциты), хондроциты. Хондробласты (от греч. chondros — хрящ, blastos — зачаток) — это молодые уплощенные клетки, способные к пролиферации и синтезу межклеточного вещества хряща (протеогликанов). Они являются разновидностями фибробластов, потомками стволовых и полустволовых клеток. Цитоплазма хондробластов имеет хорошо развитую гранулярную и агранулярную эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи. При окрашивании цитоплазма хондробластов оказывается базофильной в связи с богатым содержанием РНК. При участии хондробластов происходит периферический (аппозиционный) рост хряща. Эти клетки в процесссе развития хряща превращаются в хондроциты. Хондроциты — основной вид клеток хрящевой ткани. Они бывают овальными, округлыми или полигональной формы — в зависимости от степени дифференцировки. Расположены хондроциты в особых полостях (лакунах) в межклеточном веществе поодиночке или группами. Группы клеток, лежащие в общей полости, называютсяизогенными (от греч. isos — равный, genesis — развитие). Источником развития хрящевых тканей является мезенхима. В первой стадии клетки мезенхимы теряют свои отростки, плотно прилегают друг к другу, формируют хондрогенные островки. Находящиеся в их составе стволовые клетки дифференцируются в хондробласты (хондробластоциты) — клетки, подобные фибробластам. Эти клетки являются главным строительным материалом хрящевой ткани. В их цитоплазме сначала увеличивается количество свободных рибосом, затем появляются участки гранулярной эндоплазматической сети. В следующей стадии образуется первичная хрящевая ткань. Клетки центрального участка хондрогенного островка (первичные хондроциты) округляются, увеличиваются в размере, в них начинается синтез и секреция фибриллярных белков (коллагена). Образующееся таким образом межклеточное вещество отличается оксифилией. В стадии дифференцировки хрящевой ткани хондроциты приобретают способность синтезировать гликозаминогликаны, связанные с неколлагеновыми белками (протеогликаны). По периферии хрящевой закладки, на границе с мезенхимой, формируетсянадхрящница — оболочка, покрывающая развивающийся хрящ снаружи. Во внутренней зоне надхрящницы клетки интенсивно делятся, дифференцируются в хондробласты. В процессе секреции и наслаивания на уже имеющийся хрящ сами клетки «замуровываются» в продукты своей деятельности. Так происходит рост хряща способом наложения, или его аппозиционный (периферический) рост. По мере роста и развития хряща его центральные участки все более отдаляются от близлежащих сосудов и начинают испытывать затруднения в питании, осуществляемом диффузно со стороны сосудов надхрящницы. Вследствие этого хондроциты теряют способность размножаться, некоторые из них подвергаются разрушению, а протеогликаны превращаются в более простой оксифильный белок — альбумоид. Гиалиновая хрящевая ткань Гиалиновая хрящевая ткань (textus cartilaginous hyalinus), называемая еще стекловидной (от греч. hyalos — стекло) — в связи с ее прозрачностью и голубовато-белым цветом, является наиболее распространенной разновидностью хрящевой ткани. Во взрослом организме гиалиновая ткань встречается на суставных поверхностях костей, в местах соединения ребер с грудиной, в гортани и воздухоносных путях. Большая часть встречающейся в организме у человека гиалиновой хрящевой ткани покрыта надхрящницей (perichondrium) и представляет собой вместе с пластинкой хрящевой ткани анатомические образования — хрящи. В надхрящнице выделяют два слоя: наружный, состоящий из волокнистой соединительной ткани с кровеносными сосудами; и внутренний, преимущественно клеточный, содержащий хондробласты и их предшественники — прехондробласты. Под надхрящницей в поверхностном слое хряща располагаются молодые хондроциты веретенообразной уплощенной формы. В более глубоких слоях хрящевые клетки приобретают овальную или округлую форму. В связи с тем что синтетические и секреторные процессы у этих клеток ослабляются, они после деления далеко не расходятся, а лежат компактно, образуя изогенные группы от 2 до 4 (реже до 6) хондроцитов. В структурной организации межклеточного вещества хряща большую роль играет хондронектин. Этот гликопротеин соединяет клетки между собой и с различными субстратами (коллагеном, гликозаминогликанами). Структурной особенностью гиалинового хряща суставной поверхности является отсутствие надхрящницы на поверхности, обращенной в полость сустава. Суставной хрящ состоит из трех нечетко очерченных зон: поверхностной, промежуточной и базальной. В поверхностной зоне суставного хряща располагаются мелкие уплощенные малоспециализированные хондроциты, напоминающие по строению фиброциты. В промежуточной зоне клетки более крупные, округлой формы, метаболически активные. Глубокая (базальная) зона делится базофильной линией на некальцинирующийся и кальцинирующийся слои. В последний из подлежащей субхондральной кости проникают кровеносные сосуды и могут происходить процессы обызвествления хряща. Питание суставного хряща лишь частично осуществляется из сосудов глубокой зоны, а в основном происходит за счет диффузии из синовиальной жидкости полости сустава. Эластическая хрящевая ткань Второй вид хрящевой ткани - эластическая хрящевая ткань (textus cartilagineus elasticus) встречается в тех органах, где хрящевая основа подвергается изгибам (в ушной раковине, рожковидных и клиновидных хрящах гортани и др.). В свежем, нефиксированном состоянии эластическая хрящевая ткань бывает желтоватого цвета и не такая прозрачная, как гиалиновая. По общему плану строения эластический хрящ сходен с гиалиновым. Снаружи он покрыт надхрящницей. Хрящевые клетки (молодые и специализированные хондроциты) располагаются в лакунах поодиночке или образуют изогенные группы. Одним из главных отличительных признаков эластического хряща является наличие эластических волкон в его межклеточном веществе, наряду с коллагеновыми волокнами. Эластические волокна пронизывают межклеточное вещество во всех направлениях. В слоях, прилежащих к надхрящнице, эластические волокна без перерыва переходят в эластические волокна надхрящницы. Липидов, гликогена и хондроитинсульфатов в эластическом хряще меньше, чем в гиалиновом. Волокнистая хрящевая ткань Третий вид хрящевой ткани - волокнистая, или фиброзная, хрящевая ткань (textus cartilaginous fibrosa) находится в межпозвоночных дисках, полуподвижных сочленениях, в местах перехода плотной волокнистой соединительной ткани сухожилий и связок в гиалиновый хрящ, где ограниченные движения сопровождаются сильными натяжениями. Межклеточное вещество содержит параллельно направленные коллагеновые пучки, постепенно разрыхляющиеся и переходящие в гиалиновый хрящ. В хряще имеются полости, в которые заключены хрящевые клетки. Хондроциты располагаются поодиночке или образуют небольшие изогенные группы. Цитоплазма клеток часто бывает вакуолизированной. По направлению от гиалинового хряща к сухожилию волокнистый хрящ становится все более похожим на сухожилие. На границе хряща и сухожилия между коллагеновыми пучками лежат столбиками сдавленные хрящевые клетки, которые без какой-либо границы переходят в сухожильные клетки, расположенные в плотной оформленной волокнистой соединительной ткани сухожилия. №53 Два вида костной ткани, клетки и межклеточное вещество, функции. Костные ткани (textus ossei) — это специализированный тип соединительной ткани свысокой минерализацией межклеточного органического вещества, содержащего около 70% неорганических соединений, главным образом фосфатов кальция. В костной ткани обнаружено более 30 микроэлементов (медь, стронций, цинк, барий, магний и др.), играющих важнейшую роль в метаболических процессах в организме. Органическое вещество — матрикс костной ткани — представлено в основном белками коллагенового типа и липидами. По сравнению с хрящевой тканью в нем содержится относительно небольшое количество воды, хондроитинсерной кислоты, но много лимонной и других кислот, образующих комплексы с кальцием, импрегнирующим органическую матрицу кости. Таким образом, твердое межклеточное вещество костной ткани (в сравнении с хрящевой тканью) придает костям более высокую прочность, и в тоже время – хрупкость. Органические и неорганические компоненты в сочетании друг с другом определяют механические свойства костной ткани — способность сопротивляться растяжению и сжатию. Несмотря на высокую степень минерализации, в костных тканях происходят постоянное обновление входящих в их состав веществ, постоянное разрушение и созидание, адаптивные перестройки к изменяющимся условиям функционирования. Морфофункциональные свойства костной ткани меняются в зависимости от возраста, физических нагрузок, условий питания, а также под влиянием деятельности желез внутренней секреции, иннервации и других факторов. Классификация Существует два основных типа костной ткани: ретикулофиброзная (грубоволокнистая), пластинчатая. Эти разновидности костной ткани различаются по структурным и физическим свойствам, которые обусловлены главным образом строением межклеточного вещества. В грубоволокнистой ткани коллагеновые волокна образуют толстые пучки, идущие в разных направлениях, а в пластинчатой ткани костное вещество (клетки, волокна, матрикс) образуют системы пластинок. К костной ткани относятся также дентин и цемент зуба, имеющие сходство с костной тканью по высокой степени минерализации межклеточного вещества и опорной, механической функции. Клетки костной ткани: остеобласты, остеоциты и остеокласты. Все они развиваются из мезенхимы, как и клетки хрящевой ткани. Точнее – из мезенхимных клеток склеротома мезодермы. Однако остеобласты и остеоциты связаны в своём диффероне так же, как фибробласты и фиброциты (или хондробласты и ходроциты). А остеокласты имеют иное, - гематогенное происхождение. В процессе развития костной ткани образуется костный дифферон: стволовые клетки, полустволовые клетки (преостеобласты), остеобласты (разновидность фибробластов), остеоциты. Вторым структурным элементом являются остеокласты (разновидность макрофагов), развивающиеся из стволовых клеток крови. Стволовые и полустволовые остеогенные клетки морфологически не идентифицируются. Остеобласты (от греч. osteon — кость, blastos — зачаток), — это молодые клетки, создающие костную ткань. В кости они встречаются только в надкостнице. Они способны к пролиферации. В образующейся кости остеобласты покрывают почти непрерывным слоем всю поверхность развивающейся костной балки. Форма остеобластов бывает различной: кубической, пирамидальной или угловатой. Размер их тела около 15—20 мкм. Ядро округлой или овальной формы, часто располагается эксцентрично, содержит одно или несколько ядрышек. В цитоплазме остеобластов хорошо развиты гранулярная эндоплазматическая сеть, митохондрии и аппарат Гольджи. В ней выявляются в значительных количествах РНК и высокая активность щелочной фосфатазы. Остеоциты (от греч. osteon — кость, cytus — клетка) — это преобладающие по количеству зрелые (дефинитивные) клетки костной ткани, утратившие способность к делению. Они имеют отростчатую форму , компактное, относительно крупное ядро и слабобазофильную цитоплазму. Органеллы развиты слабо. Наличие центриолей в остеоцитах не установлено. Костные клетки лежат в костных лакунах, которые повторяют контуры остеоцита.Длина полостей колеблется от 22 до 55 мкм, ширина — от 6 до 14 мкм. Канальцы костных лакун заполнены тканевой жидкостью, анастомозируют между собой и с периваскулярными пространствами сосудов, заходящих внутрь кости. Обмен веществ между остеоцитами и кровью осуществляется через тканевую жидкость этих канальцев. Остеокласты (от греч. osteon — кость и clastos — раздробленный), - это клетки гематогенной природы, способные разрушать обызвествленный хрящ и кость. Диаметр их достигает 90 мкм и более, и они содержат от 3 до нескольких десятков ядер. Цитоплазма слабобазофильна, иногда оксифильна. Остеокласты располагаются обычно на поверхности костных перекладин. Та сторона остеокласта, которая прилежит к разрушаемой поверхности, богата цитоплазматическими выростами (гофрированная каемка); она является областью синтеза и секреции гидролитических ферментов. По периферии остеокласта находится зона плотного прилегания клетки к костной поверхности, которая как бы герметизирует область действия ферментов. Эта зона цитоплазмы светлая, содержит мало органелл, за исключением микрофиламентов, состоящих из актина. Периферический слой цитоплазмы над гофрированным краем содержит многочисленные мелкие пузырьки и более крупные — вакуоли. Полагают, что остеокласты выделяют СО2 в окружающую среду, а ферменткарбоангидраза способствует образованию угольной кислоты (Н2СО3) и растворению кальциевых соединений. Остеокласт богат митохондриями и лизосомами, ферменты которых (коллагеназа и другие протеазы) расщепляют коллаген и протеогликаны матрикса костной ткани. Считается, что один остеокласт может разрушить столько кости, сколько создают 100 остеобластов за это же время. Функции остеобластов и остеокластов взаимосвязаны и регулируются гормонами, простагландинами, функциональной нагрузкой, витаминами и др. Межклеточное вещество (substantia intercellularis) состоит из основного аморфного вещества, импрегнированного неорганическими солями, в котором располагаются коллагеновые волокна, образующие небольшие пучки. Они содержат в основном белок — коллаген I и V типов. Волокна могут иметь беспорядочное направление - в ретикулофиброзной костной ткани, или строго ориентированное направление - в пластинчатой костной ткани. В основном веществе костной ткани, по сравнению с хрящевой, содержится относительно небольшое количество хондроитинсерной кислоты, но много лимонной и других кислот, образующих комплексы с кальцием, импрегнирующим органическую матрицу кости. Кроме коллагенового белка, в основном веществе костной ткани обнаруживают неколлагеновые белки (остеокальцин, сиалопротеин, остеонектин, различные фосфопротеины, протеолипиды, принимающие участие в процессах минерализации), а также гликозаминогликаны. Основное вещество кости содержит кристаллы гидроксиапатита, упорядоченно расположенные по отношению к фибриллам органической матрицы кости, а также аморфный фосфат кальция. В костной ткани обнаружено более 30 микроэлементов (медь, стронций, цинк, барий, магний и др.), играющих важнейшую роль в метаболических процессах в организме. Систематическое увеличение физической нагрузки приводит к нарастанию костной массы от 10 до 50% вследствие высокой минерализации. Костная ткань обладает несколькими функциями. Прежде всего это опорная функция, обеспечивающая фиксацию внутренних органов, а также связок и мышц (опорно-двигательный аппарат). За счет опорной функции кости скелет выдерживает не только вес тела, но и большие нагрузки. Представляя собой подвижно соединенные в суставах рычаги различной длины, кости обеспечивают перемещение тела в пространстве за счет сократительной деятельности мышц. Защитная функция костной ткани наиболее наглядно проявляется по отношению к центральной нервной системе (головному и спинному мозгу) и костному мозгу, одетых сплошными костными чехлами. Обе указанные функции костной ткани могут быть названы механическими и их реализация связана с особенностями строения основных типов ткани — губчатой или трабекулярной и плотной или пластинчатой. Так, трабекулярная костная ткань, благодаря своему губчатому строению на концах длинных костей, гасит сотрясения, передаваемые через суставы, способна изгибаться и возвращаться к начальной форме. Пластинчатая плотная кость значительно более устойчива к изгибам и скручиванию. Помимо опорной и защитной, костная ткань выполняет в организме и другие функции: резервуарно-депонирующую и метаболическую, участвует в защите внутренней среды от хронического ацидоза, является ловушкой для попадающих в организм тяжелых металлов и радиоактивных изотопов, участвует в гистогенезе кроветворной ткани. №54 Кость как орган. Пластинчатая костная ткань Пластинчатая костная ткань (textus osseus lamellaris) — наиболее распространенная разновидность костной ткани во взрослом организме. Она состоит из костныхпластинок (lamellae ossea). Толщина и длина последних колеблется от нескольких десятков до сотен микрометров. Они не монолитны, а содержат фибриллы, ориентированные в различных плоскостях. В центральной части пластин фибриллы имеют преимущественно продольное направление, по периферии — прибавляется тангенциальное и поперечное направления. Пластинки могут расслаиваться, а фибриллы одной пластинки могут продолжаться в соседние, создавая единую волокнистую основу кости. Кроме того, костные пластинки пронизаны отдельными фибриллами и волокнами, ориентированными перпендикулярно костным пластинкам, вплетающимися в промежуточные слои между ними, благодаря чему достигается большая прочность пластинчатой костной ткани. Из этой ткани построены и компактное, и губчатое вещества в большинстве плоских и трубчатых костей скелета. Гистологическое строение трубчатой кости как органа Трубчатая кость как орган в основном построена из пластинчатой костной ткани, кроме бугорков. Снаружи кость покрыта надкостницей, за исключением суставных поверхностей эпифизов, покрытых гиалиновым хрящем. Надкостница, или периост (periosteum). В надкостнице различают два слоя:наружный (волокнистый) и внутренний (клеточный). Наружный слой образован в основном волокнистой соединительной тканью. Внутренний слой содержит остеогенные камбиальные клетки, преостеобласты и остеобласты различной степени дифференцировки. Камбиальные клетки веретеновидной формы имеют небольшой объем цитоплазмы и умеренно развитый синтетический аппарат. Преостеобласты — энергично пролиферирующие клетки овальной формы, способные синтезировать мукополисахариды. Остеобласты характеризуются сильно развитым белоксинтезирующим (коллаген) аппаратом. Через надкостницу проходят питающие кость сосуды и нервы. Надкостница связывает кость с окружающими тканями и принимает участие в ее трофике, развитии, росте и регенерации. Строение диафиза Компактное вещество, образующее диафиз кости, состоит из костных пластинок, [толщина которых колеблется от 4 до 12— 15 мкм]. Костные пластинки располагаются в определенном порядке, образуя сложные образования – остеоны, или гаверсовы системы. В диафизе различают три слоя: наружный слой общих пластинок, средний, остеонный слой, и внутренний слой общих пластинок. Наружные общие (генеральные) пластинки не образуют полных колец вокруг диафиза кости, перекрываются на поверхности следующими слоями пластинок. Внутренние общие пластинки хорошо развиты только там, где компактное вещество кости непосредственно граничит с костномозговой полостью. В тех же местах, где компактное вещество переходит вгубчатое, его внутренние общие пластинки продолжаются в пластинки перекладин губчатого вещества. В наружных общих пластинках залегают прободающие (фолькмановы) каналы, по которым из надкостницы внутрь кости входят сосуды. Со стороны надкостницы в кость под разными углами проникают коллагеновые волокна. Эти волокна получили названиепрободающих (шарпеевых) волокон. Чаще всего они разветвляются только в наружном слое общих пластинок, но могут проникать и в средний остеонный слой, однако они никогда не входят в пластинки остеонов. В среднем слое костные пластинки располагаются в остеонах. В костных пластинках располагаются коллагеновые фибриллы, впаянные в обызвествленный матрикс. Фибриллы имеют разное направление, но преимущественно они ориентированы параллельно длинной оси остеона. Остеоны (гаверсовы системы) являются структурными единицами компактного вещества трубчатой кости. Они представляют собой цилиндры, состоящие из костных пластинок, как бы вставленных друг в друга. В костных пластинках и между ними располагаются тела костных клеток и их отростки, замурованные в костном межклеточном веществе. Каждый остеон отграничен от соседних остеонов так называемой спайной линией, образованной основным веществом, цементирующим их. В центральном канале остеона проходят кровеносные сосуды с сопровождающей их соединительной тканью и остеогенными клетками. Большую часть диафиза составляет компактное вещество трубчатых костей. На внутренней поверхности диафиза, граничащей с костномозговой полостью, пластинчатая костная ткань образует костные перекладины губчатого вещества кости. Полость диафиза трубчатых костей заполнена костным мозгом. Эндост (endosteum) — оболочка, покрывающая кость со стороны костномозговой полости. В эндосте сформированной поверхности кости различают осмиофильную линию на наружном крае минерализованного вещества кости; остеоидный слой, состоящий из аморфного вещества, коллагеновых фибрилл и остеобластов, кровеносных капилляров и нервных окончаний, слоя чешуевидных клеток, нечетко отделяющих эндост от элементов костного мозга. Толщина эндоста превышает 1—2 мкм, но меньше, чем у периоста. Между эндостом и периостом существует определенная микроциркуляция жидкости и минеральных веществ благодаря лакунарно-канальциевой системе костной ткани. Васкуляризация костной ткани. Кровеносные сосуды образуют во внутреннем слое надкостницы густую сеть. Отсюда берут начало тонкие артериальные веточки, которые, помимо кровоснабжения остеонов, проникают в костный мозг через питательные отверстия и принимают участие в образовании питающей его сети капилляров. Лимфатические сосуды располагаются главным образом в наружном слое надкостницы. Иннервация костной ткани. В надкостнице миелиновые и безмиелиновые нервные волокна образуют сплетение. Часть волокон сопровождает кровеносные сосуды и проникает с ними через питательные отверстия в одноименные каналы, а затем в каналы остеонов и далее достигает костного мозга. Другая часть волокон заканчивается в надкостнице свободными нервными разветвлениями, а также участвует в образовании инкапсулированных телец. №55 Развитие, рост и регенерация кости. Остеокласт, его структура и функции. Рост костей — процесс очень длительный. Он начинается у человека с ранних эмбриональных стадий и кончается в среднем к 20-летнему возрасту. В течение всего периода роста кость увеличивается как в длину, так и в ширину. Рост трубчатой кости в длину обеспечивается наличием метаэпифизарной хрящевой пластинки, в которой проявляются два противоположных гистогенетических процесса. Один — это разрушение эпифизарной пластинки с образованием костной ткани, а другой процесс — непрестанное пополнение хрящевой ткани путем новообразования клеток. Однако со временем процессы разрушения хрящевой ткани начинают преобладать над процессами новообразования, вследствие чего хрящевая пластинка истончается и исчезает. В метаэпифизарном хряще различают три зоны: пограничную зону (интактного хряща), зону столбчатых (активно делящихся) клеток и зону пузырчатых (дистрофически измененных) клеток. Пограничная зона, расположенная вблизи эпифиза, состоит из округлых и овальных клеток и единичных изогенных групп, которые обеспечивают связь хрящевой пластинки с костью эпифиза. В полостях между костью и хрящом находятся кровеносные капилляры, обеспечивающие питанием клетки глубжележащих зон хрящевой пластинки. Зона столбчатых клеток содержит активно размножающиеся клетки, которые формируют колонки, расположенные по оси кости, и обеспечивают ее рост и длину. Проксимальные концы колонок состоят из созревающих, дифференцирующихся хрящевых клеток. Зона пузырчатых клеток характеризуется гидратацией и разрушением хондроцитов с последующим эндохондральным окостенением. Дистальный отдел этой зоны граничит с диафизом, откуда в нее проникают остеогенные клетки и кровеносные капилляры. Продольно ориентированные колонки энхондральной кости являются по существу костными трубочками, на месте которых формируются остеоны. Впоследствии центры окостенения в диафизе и эпифизе сливаются и рост кости в длину заканчивается. Рост трубчатой кости в ширину осуществляется за счет периоста. Со стороны периоста очень рано начинает образовываться концентрическими слоями тонковолокнистая кость. Этот аппозиционный рост продолжается до окончания формирования кости. Количество остеонов непосредственно после рождения невелико, но уже к 25 годам в длинных костях конечностей количество их значительно увеличивается. Регенерация костной ткани Физиологическая регенерация костных тканей происходит медленно за счет остеогенных клеток надкостницы, эндоста и остеогенных клеток в каналах остеонов. Посттравматическая регенерация костной ткани протекает лучше в тех случаях, когда концы сломанной кости не смещены относительно друг друга, и сохранена надкостница. Процессу остеогенеза предшествует формирование соединительнотканной мозоли, в толще которой могут образовываться хрящевые островки. Оссификация в этом случае идет по типу вторичного (непрямого) остеогенеза. В условиях оптимальной репозиции и фиксации концов сломанной кости регенерация происходит без образования мозоли. Но прежде чем начнут строить кость остеобласты, остеокласты образуют небольшую щель между репонированными концами кости. На этой биологической закономерности основано применение травматологами аппаратов постепенного растягивания сращиваемых костей в течение всего периода регенерации. Остеокласты (от греч. osteon — кость и clastos — раздробленный), - это клетки гематогенной природы, способные разрушать обызвествленный хрящ и кость. Диаметр их достигает 90 мкм и более, и они содержат от 3 до нескольких десятков ядер. Цитоплазма слабобазофильна, иногда оксифильна. Остеокласты располагаются обычно на поверхности костных перекладин. Та сторона остеокласта, которая прилежит к разрушаемой поверхности, богата цитоплазматическими выростами (гофрированная каемка); она является областью синтеза и секреции гидролитических ферментов. По периферии остеокласта находится зона плотного прилегания клетки к костной поверхности, которая как бы герметизирует область действия ферментов. Эта зона цитоплазмы светлая, содержит мало органелл, за исключением микрофиламентов, состоящих из актина. №56 Прямой и непрямой остеогенез. Прямой остеогенез характерен для развития грубоволокнистой ткани при образовании плоских костей (1-й месяц внутриутробного развития). Идет в несколько стадий: I. Образование скелетогенного островка -в местах развития будущей кости происходит очаговое размножение мезенхимных клеток и прорастание в него кровеносных сосудов; клетки островков дифференцируются, образуется оксифильное межклеточное вещество с коллагеновыми фибриллами - органическая матрица костной ткани. II.Остеоидная стадия - в основном веществе появляется оссеому-коид, цементирующий волокна; некоторые клетки дифференцируются в остеоциты и заключаются в костную массу, оставаясь связанными отростками. Клетки на поверхности островков превращаются в остеобласты, постепенно теряющие способность к размножению, оказываются замурованными в межклеточном веществе. III. Кальцификация межклеточного вещества и образование грубоволокнистой кости; при этом остеобласты выделяют щелочную фосфатазу, расщепляющую глицерофосфаты крови до углеводов и фосфорной кислоты. Последняя вступает в реакцию с солями кальция, находящимися в основном веществе. В дальнейшем из фосфата кальция образуются кристаллы гидроксиапатита. Посредником кальцификации является остеонектин - гликопротеид, избирательно связывающий соли кальция и фосфора. В результате кальцификации образуются костные перекладины, или балки. Ветвясь и соединяясь между собой, они формируют широкую сеть. В пространства между перекладинами врастают кровеносные сосуды и волокнистая соединительная ткань. IV. Замещение грубоволокнистой костной ткани пластинчатой костью, развитие которой связано с разрушением участков кости остеокластами и врастанием кровеносных сосудов в толщу ретикулофиброзной кости. Вокруг кровеносных сосудов образуются костные пластинки из прилегающей к ним мезенхимы. Над пластинками образуется слой новых остеобластов и снова возникают новые пластинки. Коллагеновые волокна в каждой пластинке ориентированны под углом к волокнам предыдущей пластины. Таким образом, вокруг сосуда формируются своеобразные костные цилиндры, вставленные один в другой остеоны. С этого момента ретикулофиброзная кость превращается в пластинчатую. Непрямой остеогенез: на 2-м месяце эмбрионального развития из мезенхимы закладывается хрящевой зачаток - модель будущей кости. Зачаток состоит из гиалинового хряща, покрытого надхрящницей. Развитие кости начинается в области диафиза (перихондриальное окостенение) с разрастанием кровеносных сосудов и дифференцировкой остеобластов, образующих в виде манжетки ретикулофиброзную костную ткань (первичный центр окостенения), затем заменяющуюся на пластинчатую. Образование костной манжетки нарушает питание хряща. В центре диафиза возникают дистрофические изменения - хондроциты вакуолизируются, их ядра пикнотизируются, образуются пузырчатые клетки. Появление остеокластов способствует прорастанию кровеносных сосудов и остеобластов - образуются очаги эндохондрального окостенения (вторичные центры). Хондроциты на границе эпифиза и диафиза собираются в колонку, в которой идут два противоположных процесса размножение и рост клеток в дистальных отделах диафиза и дистрофические процессы в проксимальном отделе. Надхрящница превращается в надкостницу. За счет нее кость растет в ширину. Вокруг сосудов из прилегающей к ней мезенхимы на месте разрушающейся ретикулофиброзной кости (за счет остеокластов) образуются концентрические пластинки, цементируемые межклеточным веществом. Возникают остеоны - структурно-функциональные единицы пластинчатой костной ткани. В промежуточной области между диафизом и эпифизом сохраняется хрящевая ткань - метафи-зарная пластинка роста костей в длину. №57 Типы двигательной активности. Классификация мышечных тканей. Типы двигательной активности: 1)Без помощи каких-либо сократительных элементов (движение жидкости, амебовидное движение). 2) С помощью актина и миозина (движение ресничек и жгутиков). 3) С помощью клеток : миоэпителиальных, ГМК, п/п кардиомиоцитов, п/п мышечные волокна. Мышечными тканями называют ткани, различные по строению и происхождению, но сходные по способности к выраженным сокращениям. Они обеспечивают перемещения в пространстве всего организма в целом или его частей (пример – скелетная мускулатура) и движение органов внутри организма (пример – сердце, язык, кишечник). Свойством изменения формы обладают клетки многих тканей, но в мышечных тканях эта способность становится главной функцией. Общая характеристика и классификация Основные морфологические признаки элементов мышечных тканей — удлиненная форма, наличие продольно расположенных миофибрилл и миофиламентов — специальных органелл, обеспечивающих сократимость, расположение митохондрий рядом с сократительными элементами, наличие включений гликогена, липидов и миоглобина. Специальные сократительные органеллы — миофиламенты обеспечивают сокращение, которое возникает при взаимодействии в них двух основных фибриллярных белков — актина и миозина при обязательном участии ионов кальция. Митохондрии обеспечивают эти процессы энергией. Запас источников энергии образуют гликоген и липиды. Миоглобин — это белок-пигмент (наподобие гемоглобина), обеспечивающий связывание кислорода и создание его запаса на момент сокращения мышцы, когда сдавливаются кровеносные сосуды (и поступление кислорода при этом резко падает). В основу классификации мышечных тканей положены два принципа — морфофункциональный и гистогенетический. В соответствии с морфофункциональным принципом, в зависимости от структуры органелл сокращения, мышечные ткани подразделяют на две подгруппы: исчерченные мышечные ткани и гладкие мышечные ткани. Поперечнополосатые (исчерченные) мышечные ткани. В цитоплазме их элементов миозиновые филаменты постоянно полимеризованы, образуют с актиновыми нитями постоянно существующие миофибриллы. Последние организованы в характерные комплексы — саркомеры. В соседних миофибриллах структурные субъединицы саркомеров расположены на одинаковом уровне и создают поперечную исчерченность. Исчерченные мышечные ткани сокращаются быстрее, чем гладкие. Гладкие (неисчерченные) мышечные ткани. Эти ткани характеризуются тем, что вне сокращения миозиновые филаменты деполимеризованы. В присутствии ионов кальция они полимеризуются и вступают во взаимодействие с филаментами актина. Образующиеся при этом миофибриллы не имеют поперечной исчерченности: при специальных окрасках они представлены равномерно окрашенными по всей длине нитями. В соответствии с гистогенетическим принципом в зависимости от источников развития (т.е. эмбриональных зачатков) мышечные ткани подразделяются на 5 типов: 1. мезенхимные (из десмального зачатка в составе мезенхимы) 2. эпидермальные (из кожной эктодермы и из прехордальной пластинки) 3. нейральные (из нервной трубки) 4. целомические (из миоэпикардиальной пластинки висцерального листка спланхнотома) 5. соматические (миотомные) Первые три типа относятся к подгруппе гладких мышечных тканей, четвертый и пятый — к подгруппе поперечнополосатых. №58 Мион (поперечнополосатое мышечное волокно), его характеристика. Поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань возникает из миобластов миотома дорзальной мезодермы. В ходе дифференцировки возникают две клеточные линии. Миобласты одной линии располагаются в виде цепочки и сливаются друг с другом - образуются мышечные трубочки (миотубы); в них формируется сократительный аппарат (миофибриллы). Сначала миофибриллы располагаются по периферии, а ядра лежат в центре; затем объем миофибрилл увеличивается, они вытесняют ядра на периферию, под плазмолемму, а сами занимают центральную часть волокна - формируется миосимпласт. Клетки другой линии дифференцируются в миосателлиты. Они локализуются на поверхности ми-осимпласта и являются камбиальными для скелетной мышечной ткани; за счет них идет регенерация волокна. Структурно-функциональным элементом скелетной мышечной ткани является мышечное волокно. Оно состоит из миосимпласта и миосател-литов, покрытых общей базальной мембраной. Совокупность мышечного волокна и сателлита называется мионом. Длина волокна может достигать 12 см, толщина 50-100 мкм. Комплекс, включающий плазмолемму миосимпласта и базальную мембрану, называется сарколеммой. В отдельных участках сарколемма отдает внутрь саркоплазмы впячивания в виде трубочек, которые проходят перпендикулярно волокну через всю его толщу - Т-трубочки. К ним с обеих сторон подходят продольные цистерны саркоплазматического ретикулума - L-цистерны. Подойдя к Т-трубочам, L-цистерны сливаются и образуют поперечные терминальные цистерны - Т-цистерны. Вместе с Т-трубочками Т-цистерны образуют триаду - мембранную систему. Под сарколеммой находится саркоплазма. Ядра располагаются по периферии, под сарколеммой, здесь же находятся многочисленные митохондрии с большим количеством крист. Цитоскелет образован промежуточными фибриллами диаметром 10 нм, состоящими из белка десмина. Десминовый цитоскелет связан с Zдисками миофибрилл вспомогательными белками (а-актинин, винкулин). Кроме десминовых фибрилл, есть фибриллы диаметром 2,5 нм, образованные белком титаном. В саркоплазме содержится белок миоглобин. №59 Саркомер, его структура и значение. Теория мышечного сокращения. Основную часть мышечного волокна составляют миофибриллы. Их структурно-функциональной единицей является саркомер - участок между двумя Z-линиями. Саркомер состоит из: Z-линия - 1/21диска - 1/2 А-диска - 1/2 Н-зоны - М-линия - 1/2 Н-зоны - 1/2 А-диска - 1/2 1-диска - Z-линия. Каждый саркомер состоит из тонких актиновых (актин, тропонин, тропомиозин) и толстых миозиновых филаментов. Толстые филаменты, кроме миозина, содержат белки: титин - прикрепляет толстые нити к Z-линии; небулин - связывает толстые и тонкие филаменты; миомезин и белок С - связывают толстые филаменты в области М-линии. Толстые филаменты лежат только в диске А. Тонкие филаменты - в диске I, но частично заходят в диск А. Темная часть А-диска - актиновые и миозиновые филаменты. Нполоска - светлая часть А-диска (содержит только миозиновые филаменты). М-линия - в центре Нполоски, место соединения всех миозиновых филаментов друг с другом. Механизм мышечных сокращений (теория скольжения нитей по X. Хаксли) запускается ацетилхолином при передаче нервного импульса аксоном мотонейрона спинного мозга, образующего конечную холинер-гическую терминаль - двигательную бляшку. Ацетилхолин поступает в туннель Тсистемы и вызывает выход Са2+ из Z-пузырьков. Кальций активирует тропонин, снимающий блок из тропомиозина, головки тяжелого меромиозина начинают двигаться по глобулам актина. Головки меромио-зина изгибаются в шарнирных областях и присоединяются к молекулам актина, совершая при этом гребковые движения. Затем они отсоединяются от активных: участков и вновь присоединяются в новом месте. Это вызывает скольжение толстых филаментов вдоль тонких. Для возвращения головки миозина в исходное положение необходима энергия АТФ, которая распадается благодаря АТФ-азной активности миозина. При отсутствии нервных импульсов Са2+ возвращается в саркоплазматический ретикулум, активные центры на актиновых филаментах закрываются тропонином. При мышечном сокращении Z-линии сближаются, уменьшаются или исчезают 1-диск, М-полоски, появляются поперечные мостики из головок миозина. №60 Двигательная единица и передача нервного импульса на поперечно-полосатое мышечное волокно. С функциональной точки зрения, мышца состоит из двигательных единиц. Каждая двигательная единица - это группа мышечных волокон (миосимпластов), иннервируемых одним двигательным нейроном передних рогов спинного мозга, которые сокращаются одновременно. У человека двигательная единица, как правило, состоит из 150 (и более) мышечных волокон, причем в различных мышцах число волокон, входящих в состав двигательной единицы (иннервационное число), различно. Так, например, в наружной прямой мышце глаза человека двигательная единица включает 13-20 мышечных волокон, в двуглавой мышце плеча - 750 - 1000, в медиальной головке икроножной мышцы 1500 - 2000 (И. Рюэгг, 1985). Будучи иннервируемыми одним двигательным нейроном, все мышечные волокна одной двигательной единицы сокращаются одновременно, но различные двигательные единицы могут сокращаться как одновременно, так и последовательно. Поперечнополосатые мышечные волокна одной двигательной единицы идентичны по своему строению и функциональным особенностям. Различают две разновидности двигательных единиц: медленные и быстрые. Двигательные единицы - периферические мотонейроны и иннервируемые ими мышечные волокна . Простейшим элементом двигательной функции служит двигательная единица - спинальный мотонейрон и группа иннервируемых им мышечных волокон. Электрохимический этап мышечного сокращения. 1. Генерация потенциала действия. Передача возбуждения на мышечное волокно происходит с помощью ацетилхолина. Взаимодействие ацетилхолина (АХ) с холинорецепторами приводит к их активации и появлению потенциала действия, что является первым этапом мышечного сокращения. 2. Распространение потенциала действия. Потенциал действия распространяется внутрь мышечного волокна по поперечной системе трубочек, которая является связывающим звеном между поверхностной мембраной и сократительным аппаратом мышечного волокна. 3. Электрическая стимуляция места контакта приводит к активации фермента и образованию инозилтрифосфата, который активирует кальциевые каналы мембран, что приводит к выходу ионов Ca и повышению их внутриклеточной концентрации. Хемомеханический этап мышечного сокращения. Теория хемомеханического этапа мышечного сокращения была разработана О. Хаксли в 1954 г. и дополнена в 1963 г. М. Девисом. Основные положения этой теории: 1) ионы Ca запускают механизм мышечного сокращения; 2) за счет ионов Ca происходит скольжение тонких актиновых нитей по отношению к миозиновым. В покое, когда ионов Ca мало, скольжения не происходит, потому что этому препятствуют молекулы тропонина и отрицательно заряды АТФ, АТФ-азы и АДФ. Повышенная концентрация ионов Ca происходит за счет поступления его из межфибриллярного пространства. При этом происходит ряд реакций с участием ионов Ca: 1) Ca2+ реагирует с трипонином; 2) Ca2+ активирует АТФ-азу; 3) Ca2+ снимает заряды с АДФ, АТФ, АТФ-азы. Взаимодействие ионов Ca с тропонином приводит к изменению расположения последнего на актиновой нити, открываются активные центры тонкой протофибриллы. За счет них формируются поперечные мостики между актином и миозином, которые перемещают актиновую нить в промежутки между миозиновой нитью. При перемещении актиновой нити относительно миозиновой происходит сокращение мышечной ткани. Итак, главную роль в механизме мышечного сокращения играют белок тропонин, который закрывает активные центры тонкой протофибриллы и ионы Ca. №61 Развитие и регенерация поперечнополосатой мышечной ткани. Источником развития элементов скелетной (соматической) поперечнополосатой мышечной ткани являются клетки миотомов — миобласты. Одни из них дифференцируются на месте и участвуют в образовании так называемых аутохтонных мышц. Другие клетки мигрируют из миотомов в мезенхиму. Они уже детерминированы, хотя внешне не отличаются от других клеток мезенхимы. Их дифференцировка продолжается в местах закладки других мышц тела. В ходе дифференцировки возникают две клеточные линии. Клетки одной из линий сливаются, образуя удлиненные симпласты — мышечные трубочки (миотубы). В них происходит дифференцировка специальных органелл — миофибрилл. В это время в миотубах отмечается хорошо развитая гранулярная эндоплазматическая сеть. Миофибриллы сначала располагаются под плазмолеммой, а затем заполняют большую часть миотубы. Ядра, напротив, из центральных отделов смещаются к периферии. Клеточные центры и микротрубочки при этом полностью исчезают. Гранулярная эндоплазматическая сеть редуцируется в значительной степени. Такие дефинитивные структуры называют миосимпластами. Клетки другой линии остаются самостоятельными и дифференцируются в миосателлитоциты (или миосателлиты). Эти клетки располагаются на поверхности миосимпластов. Регенерация скелетной мышечной ткани Ядра миосимпластов делиться не могут, так как у них отсутствуют клеточные центры. Камбиальными элементами служат миосателлитоциты. Пока организм растет, они делятся, а дочерние клетки встраиваются в концы симпластов. По окончании роста размножение миосателлитоцитов затухает. После повреждения мышечного волокна на некотором протяжении от места травмы оно разрушается и его фрагменты фагоцитируются макрофагами. Восстановление любых тканей организма может осуществляется за счет двух механизмов: гипертрофии и гиперплазии. Под гипертрофией подразумевают компенсаторное увеличение объема самого симпласта, в т.ч. за счет увеличения количества миофибрилл. В симпласте активизируются гранулярная эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи. Происходит синтез веществ, необходимых для восстановления саркоплазмы и миофибрилл, а также сборка мембран, так что восстанавливается целостность плазмолеммы. Поврежденный конец миосимпласта при этом утолщается, образуя мышечную почку. Под гиперплазией понимают пролиферацию миосателлитоцитов. Сохранившиеся рядом с повреждением миосателлитоциты делятся. Одни из них мигрируют к мышечной почке и встраиваются в нее, другие сливаются (так же, как миобласты при гистогенезе) и образуют миотубы, которые затем входят в состав вновь образованных мышечных волокон или формируют новые волокна. №62 Типы мышечных волокон, их гистофизиологическая характеристика. Типы мышечных волокон. Разные мышцы (как органы) функционируют в неодинаковых биомеханических условиях. Поэтому и мышечные волокна в составе разных мышц обладают разной силой, скоростью и длительностью сокращения, а также утомляемостью. Ферменты в них обладают разной активностью и представлены в различных изомерных формах. Заметно различие в них содержания дыхательных ферментов — гликолитических и окислительных. По соотношению миофибрилл, митохондрий и миоглобина различают белые, красные и промежуточные волокна. По функциональным особенностям мышечные волокна подразделяют на быстрые, медленные и промежуточные. Наиболее заметно мышечные волокна различаются особенностями молекулярной организации миозина. Среди различных его изоформ существуют две основных — «быстрая» и «медленная». При постановке гистохимических реакций их различают по АТФазной активности. С этими свойствами коррелирует и активность дыхательных ферментов. Обычно в быстрых волокнах преобладают гликолитические процессы, они более богаты гликогеном, в них меньше миоглобина, поэтому их называют также белыми. В медленных волокнах, напротив, выше активность окислительных ферментов, они богаче миоглобином, выглядят более красными. Свойства мышечных волокон меняются при изменении нагрузок — спортивных, профессиональных, а также в экстремальных условиях (таких как невесомость). При возврате к обычной деятельности такие изменения обратимы. При некоторых заболеваниях (мышечные атрофии, дистрофии, последствия денервации) мышечные волокна с разными исходными свойствами изменяются неодинаково. Это позволяет уточнять диагноз, для чего исследуют биоптаты скелетных мышц. Скелетные мышцы и образующие их мышечные волокна различаются по множеству параметров: скорости сокращения, утомляемости, диаметру, цвету и т.д. Традиционно выделяют красные и белые, медленные и быстрые, гликолитические и окислительные волокна. Скорость сокращения мышечного волокна определяются типом миозина. Изоформа миозина, обеспечивающая высокую скорость сокращения, – быстрый миозин характеризуется высокой активностью АТФазы, а соответственно и скоростью расхода АТФ. Изоформа миозина с меньшей скоростью сокращения – медленный миозин, характеризуется меньшей активностью АТФазы. Волокна, с высокой активностью АТФазы и скоростью расхода АТФ, принято называть быстрыми волокнами, волокна, характеризующиеся низкой активностью АТФазы и меньшей скоростью расхода АТФ, – медленными волокнами. Для восполнения затрат энергией мышечные волокна используют окислительный либо гликолитический путь образования АТФ.Окислительные, или красные, мышечные волокна небольшого диаметра окружены массой капилляров и содержат много белка миоглобина (именно наличие этого белка придает волокнам красный цвет). Многочисленные митохондрии красных волокон имеют высокий уровень активности окислительных ферментов. Мощная сеть капилляров необходима для доставки с кровью большого количества кислорода, а миоглобин используется для транспортировки кислорода внутри волокна от поверхности к митохондриям. Энергию красные волокна получают путемокисления в митохондриях углеводов и жирных кислот. Гликолитические, или белые, мышечные волокна имеют больший диаметр, в их саркоплазме содержится значительное количество гранул гликогена, митохондрии не многочисленны, активность окислительных ферментов значительно уступает активности гликолитических. Гликоген распадается до глюкозы, которая, служит топливом при гликолизе.Быстрые волокна, обладающие высокой активностью АТФазы и соответственно скоростью расхода энергии, требуют высокой скорости воспроизводства АТФ, обеспечить которую может только гликолиз, так как, в отличие от окисления, он протекает непосредственно в саркоплазме и не требует времени на доставку кислорода к митохондриям и доставку энергии от них к миофибриллам. Поэтому быстрые волокна предпочитают гликолитический путь воспроизводства АТФ и соответственно относятся к белым волокнам. За высокую скорость получения энергии белые волокна платят быстрой утомляемостью, так как гликолиз, как видно из уравнения реакции ведет к образованию молочной кислоты, накопление которой повышает кислотность среды и вызывает усталость мышцы и в конечном итоге останавливает ее работу. Медленные волокна, характеризующиеся низкой активностью АТФазы, не требуют столь быстрого восполнения запасов АТФ и для обеспечения потребности в энергии используют путь окисления, то есть относятся к красным волокнам. Благодаря этому медленные волокна являются низко утомляемыми и способны поддерживать относительно небольшое, но длительное напряжение. №63 Гладкая мышечная ткань. Гладкие мышечные ткани По происхождению различают три группы гладких (или неисчерченных) мышечных тканей — мезенхимные, эпидермальные и нейральные. Мышечная ткань мезенхимного происхождения Гистогенез. Стволовые клетки и клетки-предшественники гладкой мышечной ткани, будучи уже детерминированными, мигрируют к местам закладки органов. Дифференцируясь, они синтезируют компоненты матрикса и коллаген базальной мембраны, а также эластин. У дефинитивных клеток (миоцитов) синтетическая способность снижена, но не исчезает полностью. Структурно-функциональной единицей гладкой, или неисчерченной, мышечной ткани является гладко-мышечная клетка, или гладкий миоцит — это веретеновидная клетка длиной 20—500 мкм, шириной 5—8 мкм. Ядро клетки палочковидное, находится в ее центральной части. Когда миоцит сокращается, его ядро изгибается и даже закручивается. Органеллы общего значения, среди которых много митохондрий, сосредоточены в цитоплазме около полюсов ядра. Аппарат Гольджи и гранулярная эндо плазматическая сеть развиты слабо, что свидетельствует о малой активности синтетических функций. Рибосомы в большинстве своем расположены свободно. Филаменты актина образуют в цитоплазме трехмерную сеть, вытянутую преимущественно продольно, точнее косо-продольно. Концы филаментов скреплены между собой и с плазмолеммой специальными сшивающими белками. Эти участки хорошо видны на электронных микрофотографиях как плотные тельца. Миозиновые филаменты находятся в деполимеризованном состоянии. Мономеры миозина располагаются рядом с филаментами актина. Сигнал к сокращению обычно поступает по нервным волокнам. Медиатор, который выделяется из их терминалей, изменяет состояние плазмолеммы. Она образует впячивания — кавеолы, в которых концентрируются ионы кальция. Кавеолы отшнуровываются в сторону цитоплазмы в виде пузырьков (здесь из пузырьков освобождается кальций). Это влечет за собой как полимеризацию миозина, так и взаимодействие миозина с актином. Актиновые филаменты смещаются друг другу навстречу, плотные пятна сближаются, усилие передается на плазмолемму, и вся клетка укорачивается. Когда поступление сигналов со стороны нервной системы прекращается, ионы кальция эвакуируются из кавеол, миозин деполимеризуется и «миофибриллы» распадаются. Таким образом, актино-миозиновые комплексы существуют в гладких миоцитах только в период сокращения. Гладкие миоциты располагаются без заметных межклеточных пространств и разделены базальной мембраной. На отдельных участках в ней образуются «окна», поэтому плазмолеммы соседних миоцитов сближаются. Здесь формируются нексусы, и между клетками возникают не только механические, но и метаболические связи. Поверх «чехликов» из базальной мембраны между миоцитами проходят эластические и ретикулярные волокна, объединяющие клетки в единый тканевой комплекс. Ретикулярные волокна проникают в щели на концах миоцитов, закрепляются там и передают усилие сокращения клетки всему их объединению. Регенерация. Физиологическая регенерация гладкой мышечной ткани проявляется в условиях повышенных функциональных нагрузок. Наиболее отчетливо это видно в мышечной оболочке матки при беременности. Такая регенерация осуществляется не столько на тканевом, сколько на клеточном уровне: миоциты растут, в цитоплазме активизируются синтетические процессы, количество миофиламентов увеличивается (рабочая гипертрофия клеток). Не исключена, однако, и пролиферация клеток (т.е. гиперплазия). В составе органов миоциты объединяются в пучки, между которыми располагаются тонкие прослойки соединительной ткани. В эти прослойки вплетаются ретикулярные и эластические волокна, окружающие миоциты. В прослойках проходят кровеносные сосуды и нервные волокна. Терминали последних оканчиваются не непосредственно на миоцитах, а между ними. Поэтому после поступления нервного импульса медиатор распространяется диффузно, возбуждая сразу многие клетки. Гладкая мышечная ткань мезенхимного происхождения представлена главным образом в стенках кровеносных сосудов и многих трубчатых внутренних органов, а также образует отдельные мелкие мышцы. Гладкая мышечная ткань в составе конкретных органов имеет неодинаковые функциональные свойства. Это обусловлено тем, что на поверхности органов имеются разные рецепторы к конкретным биологически активным веществам. Поэтому и на многие лекарственные препараты их реакция неодинакова. Гладкая мышечная ткань эпидермального происхождения Миоэпителиальные клетки развиваются из эпидермального зачатка. Они встречаются в потовых, молочных, слюнных и слезных железах и имеют общих предшественников с железистыми секреторными клетками. Миоэпителиальные клетки непосредственно прилежат к собственно эпителиальным и имеют общую с ними базальную мембрану. При регенерации те и другие клетки восстанавливаются из общих малодифференцированных предшественников. Большинство миоэпителиальных клеток имеют звездчатую форму. Эти клетки нередко называют корзинчатыми: их отростки охватывают концевые отделы и мелкие протоки желез. В теле клетки располагаются ядро и органеллы общего значения, а в отростках — сократительный аппарат, организованный, как и в клетках мышечной ткани мезенхимного типа. Гладкая мышечная ткань нейрального происхождения Миоциты этой ткани развиваются из клеток нейрального зачатка в составе внутренней стенки глазного бокала. Тела этих клеток располагаются в эпителии задней поверхности радужки. Каждая из них имеет отросток, который направляется в толщу радужки и ложится параллельно ее поверхности. В отростке находится сократительный аппарат, организованный так же, как и во всех гладких миоцитах. В зависимости от направления отростков (перпендикулярно или параллельно краю зрачка) миоциты образуют две мышцы — суживающую и расширяющую зрачок. №64 Этапы исторического развития нервной системы. I этап – Гуморальный этап. Связь организма с окружающей средой осуществляется посредством специфической жидкости, находящейся как вне, так и внутри его. Этот этап характерен для одноклеточных организмов. II этап – ^ Диффузный этап. Связь организма с внешней средой осуществляется при помощи нейронов, отростки которых, контактируя друг с другом, образуют сеть. Эта сеть пронизывает все тело многоклеточного организма, потому при раздражении сокращается все тело. Сетчатый тип нервной системы характерен для кишечно-полостных (гидра, медуза, полипы). Отражением этого этапа у высших позвоночных является парасимпатическая часть вегетативной нервной системы. III этап – Ганглиозный этап. На этом этапе нейроны образуют скопления (ганглии), которые располагаются не беспорядочно, а сегментарно, метамерно и соединяются нервными отростками. Раздражение уже локализуется в пределах одного сегмента Ганглиозный тип нервной системы характерен для высших червей, членистоногих. Отражением этого этапа у высших позвоночных является симпатическая часть вегетативной нервной системы. IV этап – ^ Трубкообразный этап сопровождается концентрацией нервных ганглиев в виде нервной трубки, внутри которой имеется полость. Такое строение нервной системы характерно для всех хордовых – от ланцетника до млекопитающих и птиц. V этап – Следующий этап связан с совершенствованием органов чувств, прогрессивным развитием передней части нервной трубки и формированием головного мозга (т.е. происходит энцефализация). Вначале формируется один мозговой пузырь, затем двумя перетяжками расширение перешнуровывается с образованием 3-х первичных мозговых пузырей. В последствии 1-й и 3-й еще раз разделяются на два отдела. Таким образом, формируется 5 мозговых пузырей, из которых в последствии развиваются 5 отделов головного мозга. Полости мозговых пузырей преобразуются в желудочки, внутри которых циркулирует цереброспинальная жидкость (ликвор). Ликвор обеспечивает нейроны питательными веществами и кислородом, выполняя роль посредника между кровью и нервной тканью. Таким образом, стимулом для развития головного мозга явилось дальнейшее совершенствование рецепторного аппарата животных (органов чувств). Что же касается спинного мозга, то стимулом для его развития явилась двигательная активность животных. Это сначала привело к образованию туловищного мозга, который в процессе развития заменился спинным мозгом с отходящими от него спинномозговыми нервами ко всем сегментам тела. №65 Основной источник развития НС и его производные. Нервная пластинка представляет собой нейрольный зачаток ~ источник развития нервной ткани в эмбриогенезе. У 16-дневного зародыша человека она имеет вид удлиненного дорсального утолщения эктодермы, лежащего над хордой. Детерминация материала нервной пластинки происходит в результате второй фазы гасгруляшш под индуцирующим влиянием хордо-мезодермального зачатка. При обособлении нейрального зачатка (нейруляции) выделяются три его компонента: нер-: вная трубка, нервный гребень и нейральные плакоды. Нервная трубка. В процессе выделения и обособления нерв-|ного зачатка (18-21-й дни развития эмбриона человека) нервная плас-I тинка прогибается, превращаясь сначала в нервный желобок (с припод-I пятыми краями - нервными валиками), который затем (22-й день) замы-•кается в нервную трубку и обособляется от эктодермы Производными нервной трубки являются нейроны и глия органов центральной нервной системы (ЦНС) - головного и спинного мозга, а также ряд структур периферической нервной системы (ПНС). Нервный гребень. При смыкании нервной трубки в области нервных валиков между ней и кожной эктодермой с обеих сторон выделяются скопления клеток, образующие нервный гребень,-называемый также ганглиозной пластинкой.Клетки нервного гребня утрачивают взаимные адгезивные связи и осуществляют миграцию в вентральном н латеральном направлениях в виде нескольких рассеивающихся потоков, которые дают многочисленные производные. Ход Последующей дифференпировки клеток нервного гребня, в соответствии с одними взглядами, запрограммирован еще до их миграции, согласно другим - определяется их микроокружением в течение миграции и в ее конечном участке, а также временем миграции. Производными нервного гребня являются нейроны и глия нолъных, вегетативных ганглиев и ганглиев некоторых черепномозго-вых нервов, яеммоциты, клетки мозгового вещества надпочечников, диффузной эндокринной системы, паутинной и мягкой мозговой оболочек, пигментные клетки (меланоциты). В краниальной части он служит также источником эктомезенхимы, которая дает начало части скелетных и волокнистых соединительных тканей области головы и шеи, аорты и сердца. Плакоды (от греч. р!ах - пластинка) - утолщенные участки эктодермы в краниальной части зародыша по краям от нервной трубки, клетки которых обладают нейральной детерминацией, но не участвуют в образовании нервной трубки и нервного гребня, Производными плакод являются некоторые клетки органов чувств - слуха, равновесия, вкуса (рецепторные, поддерживающие и выстилающие канальцы) и зрения (эпителий хрусталика). Замыкание нервной трубки начинается в шейном отделе в области появления первых сомитов, распространяясь в дальнейшем крани-ально и каудально. Открытые края нервной трубки (краниальный и кау-дальный нейропоры) замыкаются на 24-й и 2б-й дни внутриутробного развития, соответственно. Из расширяющегося краниального отдела нервной трубки, дающего начало трем первичным мозговым пузырям, формируется головной мозг, из остальной ее части образуется спинной мозг. Стенка нервной трубки на ранних стадиях развития состоит из одного слоя клеток призматической формы, которые интенсивно делятся и мигрируют от ее просвета, в результате чего на 3-4-й нед. в ней можно выделить три слоя (изнутри кнаружи): 1) вентрикулярный (матричный, эпендимный) слой содержит камбиальные элементы и митотически делящиеся клетки. Часть клеток, образующих внутреннюю выстилку нервной трубки, дает начало эпендимной глии; 2) мантийный (плащевой) слой пополняется, в основном, за счет миграции клеток из эпендимного слоя, которые дифференцируются в нейробласты (дают начало нейронам) или спонгиобласты (глиобласты), дающие начало астроцитарной глии и олигодендроглии. Один из видов глиобластов преобразуется в радиальные глиальные клетки, которые протягиваются через всю стенку нервной трубки и служат направляющими элементами для миграции нейробластов. В дальнейшем радиальные глиальные клетки дифференцируются в астроциты. 3) краевая вуаль содержит отростки клеток, расположенных в двух более глубоких слоях. Нейробласты сначала не имеют отростков (аполярные нейробласты), затем на противоположных концах их тел формируются отростки (клетки превращаются в биполярные нейробласты). Один из отростков подвергается обратному развитию (клетки преобразуются в униполярные нейробласты), на месте утраченного отростка в дальнейшем появляется несколько новых (дендритов), а нейробласты становятся мультиполяр-ными, постепенно дифференцируясь в зрелые нейроны, которые утрачивают способность к делению. Дифференцировка нейробласта в нейрон сопровождается накоплением в его цитоплазме цистерн грЭПС, увеличением объема комплекса Гольджи, накоплением элементов питоскелета. Рост аксона нейрона происходит со скоростью около 1 мм/сут.; он продвигается в тканях амебоидными движениями к иннервируемому им органу (органу-мишени), очевидно вследствие тропизма к выделяемым этим органом веществам. Рост ускоряется под действием фактора роста нервов (ФРН). На конце растущего аксона имеется расширение (конус роста), состоящее из центральной уплощенной части, от которой отходят тонкие (0.1-0.2 мкм) длинные (до 50 мкм) отростки (микро-шишки, филоподии), содержащие многочисленные актиновые микрофи-ламенты и непрерывно меняющие свою форму и длину. Конус роста обеспечивает направленный рост аксона благодаря распознаванию кон^ тактных (адгезивных) и дистантных (гуморальных) химических сигналов. Рост аксона завершается его прикреплением к органу-мишени. За первым аксоном, вступающим в связь с органом-мишенью (аксоном-пионером), устремляются другие, формируя в дальнейшем тракты в ЦНС и нервы в ПНС. №66 Уровни организации нервной системы. (?) 1) клеточный - нейроны, клетки глии; 2) тканевой - нейральная ткань (образована нейронами) и глиальная ткань; 3) уровень морфофункциональных единиц - цереброспинальный паттерный уровень (группа изогенных и изофункци-ональных клеток); модули (образуются из паттернов, расположенных на разных уровнях цереброспинальной нервной системы); распределительные системы; 4) органный спинной мозг, головной мозг, вегетативные и чувствительные ганглии и т.д.; 5) системный. №67 Нейрон – структурная и функциональная характеристика, онтогенез. Нейрон - специализированная клетка нервной системы, отвечает за рецепцию, обработку стимулов, проведение импульса. Нервные импульсы притекают по дендритам и оттекают по аксонам (закон динамической поляризации Рамон-и-Кахаля). Дендриты - короткие, толстые, маловетвящиеся отростки; имеют на своей поверхности рецептивные площадки (шипики); по дендритам нервный импульс передается к перикариону. Аксоны - ветвящиеся отростки, масса их ветвления превосходит массу тела нейрона; передает нервный импульс от тела нейроцита к другим нервным клеткам или на рабочий орган. Каждый аксон начинается с аксонального холмика, где формируется окончательный нервный импульс на раздражение. В аксонах совершается аксо-плазматический ток: а) антеградный - быстрый, от нейрона к периферии (в область синапсов); б) ретроградный - медленный, от окончаний к: нейрону. В нейроне присутствуют те же органеллы и включения, которые встречаются в любой клетке, но есть и свои особенности. Цитоплазма делится на перикарион (часть цитоплазмы, окружающая ядро) и аксоплазму (цитоплазма отростков). Хорошо развита гранулярная ЭПС (базофильное вещество, тигроид); выявляется в теле нейрона и в дендритах. Нейрофибриллярный аппарат - нити толщиной 0,5-3 мкм, они идут в разных направлениях и представляют собой компоненты цитоскелета, склеившиеся в пучки при фиксации материала (т.е. фибриллы по своей сути являются артефактом). Пигментные включения - меланин, липофусцин. Структурная классификация На основании числа и расположения дендритов и аксона нейроны делятся на безаксонные, униполярные нейроны, псевдоуниполярные нейроны, биполярные нейроны и мультиполярные (много дендритных стволов, обычно эфферентные) нейроны. Безаксонные нейроны — небольшие клетки, сгруппированы вблизи спинного мозга в межпозвоночных ганглиях, не имеющие анатомических признаков разделения отростков на дендриты и аксоны. Все отростки у клетки очень похожи. Функциональное назначение безаксонных нейронов слабо изучено. Униполярные нейроны — нейроны с одним отростком, присутствуют, например в сенсорном ядре тройничного нерва в среднем мозге. Биполярные нейроны — нейроны, имеющие один аксон и один дендрит, расположенные в специализированных сенсорных органах — сетчатке глаза, обонятельном эпителии и луковице, слуховом и вестибулярном ганглиях. Мультиполярные нейроны — нейроны с одним аксоном и несколькими дендритами. Данный вид нервных клеток преобладает в центральной нервной системе. Псевдоуниполярные нейроны — являются уникальными в своём роде. От тела отходит один отросток, который сразу же Т-образно делится. Весь этот единый тракт покрыт миелиновой оболочкой и структурно представляет собой аксон, хотя по одной из ветвей возбуждение идёт не от, а к телу нейрона. Структурно дендритами являются разветвления на конце этого (периферического) отростка. Триггерной зоной является начало этого разветвления (то есть находится вне тела клетки). Такие нейроны встречаются в спинальных ганглиях. Функциональная классификация По положению в рефлекторной дуге различают афферентные нейроны (чувствительные нейроны), эфферентные нейроны (часть из них называется двигательными нейронами, иногда это не очень точное название распространяется на всю группу эфферентов) и интернейроны (вставочные нейроны). Афферентные нейроны (чувствительный, сенсорный, рецепторный или центростремительный). К нейронам данного типа относятся первичные клетки органов чувств и псевдоуниполярные клетки, у которых дендриты имеют свободные окончания. Эфферентные нейроны (эффекторный, двигательный, моторный или центробежный). К нейронам данного типа относятся конечные нейроны — ультиматные и предпоследние — не ультиматные. Ассоциативные нейроны (вставочные или интернейроны) — группа нейронов осуществляет связь между эфферентными и афферентными, их делят на интризитные, комиссуральные и проекционные. Секреторные нейроны — нейроны, секретирующие высокоактивные вещества (нейрогормоны). У них хорошо развит комплекс Гольджи, аксон заканчивается аксовазальными синапсами. Нейрон развивается из небольшой клетки-предшественницы, которая перестаёт делиться ещё до того, как выпустит свои отростки. (Однако, вопрос о делении нейронов в настоящее время остаётся дискуссионным.) Как правило, первым начинает расти аксон, а дендриты образуются позже. На конце развивающегося отростка нервной клетки появляется утолщение неправильной формы, которое, видимо, и прокладывает путь через окружающую ткань. Это утолщение называется конусом роста нервной клетки. Он состоит из уплощенной части отростка нервной клетки с множеством тонких шипиков. Микрошипики имеют толщину от 0,1 до 0,2 мкм и могут достигать 50 мкм в длину, широкая и плоская область конуса роста имеет ширину и длину около 5 мкм, хотя форма её может изменяться. Промежутки между микрошипиками конуса роста покрыты складчатой мембраной. Микрошипики находятся в постоянном движении — некоторые втягиваются в конус роста, другие удлиняются, отклоняются в разные стороны, прикасаются к субстрату и могут прилипать к нему. Конус роста заполнен мелкими, иногда соединёнными друг с другом, мембранными пузырьками неправильной формы. Непосредственно под складчатыми участками мембраны и в шипиках находится плотная масса перепутанных актиновых филаментов. Конус роста содержит также митохондрии, микротрубочки и нейрофиламенты, имеющиеся в теле нейрона. Вероятно, микротрубочки и нейрофиламенты удлиняются главным образом за счёт добавления вновь синтезированных субъединиц у основания отростка нейрона. Они продвигаются со скоростью около миллиметра в сутки, что соответствует скорости медленного аксонного транспорта в зрелом нейроне. Поскольку примерно такова и средняя скорость продвижения конуса роста, возможно, что во время роста отростка нейрона в его дальнем конце не происходит ни сборки, ни разрушения микротрубочек и нейрофиламентов. Новый мембранный материал добавляется, видимо, у окончания. Конус роста — это область быстрого экзоцитоза иэндоцитоза, о чём свидетельствует множество находящихся здесь пузырьков. Мелкие мембранные пузырьки переносятся по отростку нейрона от тела клетки к конусу роста с потоком быстрого аксонного транспорта. Мембранный материал, видимо, синтезируется в теле нейрона, переносится к конусу роста в виде пузырьков и включается здесь в плазматическую мембрану путём экзоцитоза, удлиняя таким образом отросток нервной клетки. Росту аксонов и дендритов обычно предшествует фаза миграции нейронов, когда незрелые нейроны расселяются и находят себе постоянное место. №68 Морфологическая и нейрохимическая классификация нейронов. Морфологическое строение нейронов многообразно. В связи с этим при классификации нейронов применяют несколько принципов: учитывают размеры и форму тела нейрона; количество и характер ветвления отростков; длину нейрона и наличие специализированных оболочек. По форме клетки, нейроны могут быть сферическими, зернистыми, звездчатыми, пирамидными, грушевидными, веретеновидными, неправильными и т. д. Размер тела нейрона варьирует от 5 мкм у малых зернистых клеток до 120—150 мкм у гигантских пирамидных нейронов. Длина нейрона у человека составляет около 150 мкм. По количеству отростков выделяют следующие морфологические типы нейронов[1]: униполярные (с одним отростком) нейроциты, присутствующие, например, в сенсорном ядре тройничного нерва в среднем мозге; псевдоуниполярные клетки, сгруппированные вблизи спинного мозга в межпозвоночных ганглиях; биполярные нейроны (имеют один аксон и один дендрит), расположенные в специализированных сенсорных органах — сетчатке глаза, обонятельном эпителии и луковице, слуховом и вестибулярном ганглиях; мультиполярные нейроны (имеют один аксон и несколько дендритов), преобладающие в ЦНС. Нейрохимическая классификация нейронов: 1) холинергические нейроны – передают импульс с помощью ацетилхолина; 2) моноаминергические или адренергические – передают импульс с помощью моноаминов; 3) пуринергические – с помощью пуринов; 4) пептидергические – с помощью пептидов; 5) ГАМКергические – медиатором является гаммааминомасляная кислота. №69 Характеристика аксонов и дендритов. Закон динамической поляризации нейронов. Аксон (греч. ἀξον — ось) — нейрит, осевой цилиндр, отросток нервной клетки, по которому нервные импульсы идут от тела клетки (сомы) к иннервируемым органам и другим нервным клеткам. Нейрон состоит из одного аксона, тела и нескольких дендритов, в зависимости от числа которых нервные клетки делятся на униполярные, биполярные, мультиполярные. Передача нервного импульса происходит от дендритов (или от тела клетки) к аксону, а затем сгенерированный потенциал действия от начального сегмента аксона передается назад к дендритам [1]. Если аксон в нервной ткани соединяется с телом следующей нервной клетки, такой контакт называется аксо-соматическим, с дендритами — аксо-дендритический, с другим аксоном — аксо-аксональный (редкий тип соединения, встречается вЦНС). В месте соединения аксона с телом нейрона у наиболее крупных пирамидных клеток 5-ого слоя коры находится аксонный холмик. Ранее предполагалось, что здесь происходит преобразование постсинаптического потенциала нейрона в нервные импульсы, но экспериментальные данные это не подтвердили. Регистрация электрических потенциалов выявила, что нервный импульс генерируется в самом аксоне, а именно в начальном сегменте на расстоянии ~50 мкм от тела нейрона [2]. Для генерации потенциала действия в начальном сегменте аксона требуется повышенная концентрация натриевых каналов (до ста раз по сравнению с телом нейрона[3]). Питание и рост аксона зависят от тела нейрона: при перерезке аксона его периферическая часть отмирает, а центральная сохраняет жизнеспособность. При диаметре в несколько микронов длина аксона может достигать у крупных животных 1 метра и более (например, аксоны, идущие от нейроновспинного мозга в конечности). У многих животных (кальмаров, рыб, кольчатых червей, форонид, ракообразных) встречаются гигантские аксоны толщиной в сотни мкм (у кальмаров — до 2—3 мм). Обычно такие аксоны отвечают за проведение сигналов к мышцам, обеспечивающим «реакцию бегства» (втягивание в норку, быстрое плавание и др.). При прочих равных условиях с увеличением диаметра аксона увеличивается скорость проведения по нему нервных импульсов. В протоплазме аксона — аксоплазме — имеются тончайшие волоконца — нейрофибриллы, а также микротрубочки, митохондрии и агранулярная (гладкая) эндоплазматическая сеть. В зависимости от того, покрыты ли аксоны миелиновой (мякотной) оболочкой или лишены её, они образуют мякотные или безмякотные нервные волокна. Миелиновая оболочка аксонов имеется только у позвоночных. Её образуют «накручивающиеся» на аксон специальные шванновские клетки (в центральной нервной системе - олигодендроциты), между которыми остаются свободные от миелиновой оболочки участки — перехваты Ранвье. Только на перехватах присутствуют потенциал-зависимые натриевые каналы и заново возникает потенциал действия. При этом нервный импульс распространяется по миелинизированным волокнам ступенчато, что в несколько раз повышает скорость его распространения. Скорость передачи сигнала по покрытым миелиновой оболочкой аксонам достигает 100 метров в секунду. Безмякотные аксоны меньше размерами чем аксоны покрытые миелиновой оболочкой, что компенсирует потери в скорости распространения сигнала по сравнению с мякотными аксонами. Концевые участки аксона — терминали — ветвятся и контактируют с другими нервными, мышечными или железистыми клетками. На конце аксона находится синаптическое окончание — концевой участок терминали, контактирующий с клеткой-мишенью. Вместе с постсинаптической мембраной клеткимишени синаптическое окончание образует синапс. Через синапсы передаётся возбуждение. Дендрит (от греч. δένδρον — «дерево») — дихотомически ветвящийся отросток нервной клетки (нейрона), воспринимающий сигналы от других нейронов, рецепторных клеток или непосредственно от внешних раздражителей. Проводит нервные импульсы к телу нейрона (соме). Дендриты могут образовывать синаптические контакты с аксонами (аксодендритические) и дендритами (дендро-дендритические). На многих дендритах имеются специальные образования — дендритные шипики. Синаптические контакты, образованные на них, называются аксошипиковыми. Шипики объединяются в кластеры шипиков. Отдельные дендриты образуют дендритную ветку, они же объединяются в дендритный регион. Совокупность всех дендритов называют дендритным деревом нейрона, оно образует воспринимающую поверхность нейрона. Принцип динамической поляризации понятие в научный оборот ввёл испанский нейроанатом и гистолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль (18521934).Понятие обозначает принцип, согласно которому нервные импульсы поступают в нервную клетку по дендритам (или непосредственно к телу клетки), но выходят из нейрона только по аксону. №70 Глия, ее разновидности и функции. Нейроглия - определенная среда, в которой существуют и функционируют нейроны. Клетки глии ЦНС делятся на макроглию (глиоциты) и микроглию. Макроглия развивается из глиобластов нервной трубки. К макроглии относятся эпендимоциты, астроциты и олигодендроциты. Макроглия Эпендимоциты выстилают желудочки головного мозга и центральный канал СМ. Эти клети цилиндрической формы и образует 3 типа эпителия. Большинство эпендимоцитов имеют подвижные реснички, вызывающие ток цереброспинальной жидкости. Энендимная глия - выстилает канал спинного мозга, полости желудочков головного мозга; представляет собой однослойный эпителий; на апикальной поверхности есть реснички; от базальной поверхности отходят отростки, идущие через всю толщу спинного или головного мозга, соединяющиеся друг с другом на наружной поверхности и участвующие в образовании наружной глиальной пограничной мембраны. Функции: опорная, защитная, секреторная, разграничительная, трофическая. Астроциты – клетки отростчатой формы, бедные органеллами. Они выполняют в основном опорную и разграничительную функции. Различают протоплазматические астроциты, локализующиеся в сером веществе ЦНС, и волокнистые астроциты, присутствующие в белом веществе. Астроцитарная глия- две разновидности: а) плазматическая - преобладает в сером веществе; плазматические астроциты имеют короткие толстые отростки; б) волокнистая - преобладает в белом веществе; волокнистые астроциты имеют тонкие длинные отростки. Функции: опорная, барьерно-защитная, разграничительная, транспортная, трофическая, метаболическая, пластическая. Олигодендроглия - олигодендроциты имеют небольшое число тонких отростков, тела клеток небольших размеров и треугольной формы; окружают сосуды, образуют оболочки вокруг тел нейронов и их отростков. Олигодендроциты делятся на несколько групп: 1) мантийные (сателлитные) - окружают тела нейронов; 2) леммоциты (шванновские клетки) - формируют оболочки вокруг отростков нейронов; 3) свободная олигодендроглия ЦНС; 4) олигодендроглия, участвующая в образовании нервных окончаний. Функции: барьерно-защитная, изоляция рецептивных зон и отростков нейроцитов, выработка миелина, участие в проведении нервного импульса; регуляция метаболизма нейроцитов. Микроглия - образуется из моноцитов крови; клетки небольших размеров, с тонкими ветвящимися отростками; в цитоплазме много лизосом; выполняют фагоцитарную функцию. Микроглия представляет собой фагоцитирующие клетки, относящиеся к системе мононуклеарных фагоцитов и происходящие из стволовой кроветворной клетки (возможно, из премоноцитов красного костного мозга). Функция микроглии — защита от инфекции и повреждения, и удаление продуктов разрушения нервной ткани. Клетки микроглии характеризуются небольшими размерами, телами продолговатой формы. Их короткие отростки имеют на своей поверхности вторичные и третичные ответвления, что придает клеткам «колючий» вид. Описанная морфология характерна для типичной (ветвистой, или покоящейся) микроглии полностью сформированной центральной нервной системы. Она обладает слабой фагоцитарной активностью. Ветвистая микроглия встречается как в сером, так и в белом веществе центральной нервной системы. В развивающемся мозгу млекопитающих обнаруживается временная форма микроглии — амебоидная микроглия. Клетки амебоидной микроглии формируют выросты – филоподии и складки плазмолеммы. В их цитоплазме присутствуют многочисленные фаголизосомы и пластинчатые тельца. Амебоидные микроглиальные тельца отличаются высокой активностью лизосомальных ферментов. Активно фагоцитирующая амебоидная микроглия необходима в раннем постнатальном периоде, когда гематоэнцефалический барьер еще не вполне развит и вещества из крови легко попадают в центральную нервную систему. Реактивная микроглия появляется после травмы в любой области мозга. Она не имеет ветвящихся отростков, как покоящаяся микроглия, не имеет псевдоподий и филоподий, как амебоидная микроглия. В цитоплазме клеток реактивной микроглии присутствуют плотные тельца, липидные включения, лизосомы. Есть данные о том, что реактивная микроглия формируется вследствие активации покоящейся микроглии при травмах центральной нервной системы. №71 Нейронная теория – сущность и доказательства. Основные положения нейронной теории сформулированы в начале века; в ее разработке принимали участие С. Рамон-и-Кахаль, А. С. Догель, Б. И. Лаврентьев: 1. Структурно-функциональной, медиаторной и метаболической единицей нервной ткани и нервной системы является нейрон. 2. Нейрон - клетка, состоящая из перикариона, аксона, дендритов и их терминальных ветвлений. 3. Функционирование нейронов возможно только при тесной интеграции их с различными видами нейроглии, 4. Нейроны взаимодействуют друг с другом при помощи синапсов. 5. Совокупность нейронов, связанных синапсами, формирует рефлекторные дуги (основной субстрат нервной системы). 6. Возбуждение в синапсах и в рефлекторных дугах передается только в одном направлении. На современном этапе нейронная теория включает: 1. Нейроны - самостоятельные морфологические единицы, а нервная система имеет расчлененную организацию. 2. Нейроны собраны в структурно-функциональные единицы - паттерны, модули распределительной системы. 3. Нервная система имеет многоуровневую и иерархическую организацию, в которой исполнительные нейроны регулируются командными нейронами. Доказательства: 1. Все нейроны объединяются в рефлекторные дуги при помощи синапсов. 2. Развитие нейрона начинается с аполярной стадии, синапсы формируются вторично. 3. При повреждении нейрона его дегенерация происходит до ближайшего синапса. № 72 Определение синапса, классификация синапсов, понятие об эфапсах и аутопсах. Синапс (от греч. sinapsis - соединение, связь) - специализированный контакт между нервными клетками или нервными клетками и другими возбудимыми образованиями, обеспечивающий передачу возбуждения с сохранением его информационной значимости. С помощью синапсов осуществляется взаимодействие разнородных по функциям тканей организма, например, нервной и мышечной, нервной и секреторной. Синаптическая область характеризуется специфическими химическими свойствами. Понятие «синапс» ввел в 1897 г. английский физиолог Шеррингтон, обозначив так соединение аксона одной нервной клетки с телом другой. Все синапсы имеют принципиально общие черты строения. Пресинапти-ческое окончание аксона нейрона при подходе к иннервируемой клетке теряет миелиновую оболочку, что несколько снижает скорость распространения волны возбуждения. Небольшое утолщение на конце волокна, называемое синаптической бляшкой, содержит синаптические пузырьки с медиатором -веществом, способствующим передаче возбуждения в синапсе. Синаптическая щель - пространство между пресинаптическим окончанием и участком мембраны эффекторной клетки является непосредственным продолжением межклеточного пространства; ее содержимое - гель, в состав которого входят гликозаминогликаны. В пресинаптической области обнаружены митохондрии, гранулы гликогена, спиралевидные нити - филаменты. Постсинаптическая мембрана - участок эффекторной клетки, контактирующий с пресинаптической мембраной через синаптическую щель. От постсинаптической мембраны по направлению к ядру клетки прослеживаются нежные микротрубочки, образованные молекулами специфических белков. Полагают, что им принадлежит определенная роль в распространении и обработке информации внутри клетки. Уникальной структурой постсинаптической мембраны являются клеточные рецепторы - сложные белковые молекулы, способные к конфор-мации, т.е. изменяющие пространственную ориентацию при взаимодействии с соответствующими им химическими веществами - лигандами. Участки такого взаимодействия называются центрами связывания. В результате конформации в центрах связывания рецептора с медиатором изменяется проницаемость мембранных каналов эффекторной клетки. Это в свою очередь в каждом конкретном случае способствует ее возбуждению или торможению. Совокупность перечисленных структур называют концевой пластинкой. Классификация синапсов В основу классификации синапсов положены три основных принципа. В соответствии с морфологическим принципом синапсы подразделяют: - аксоаксональные синапсы (между двумя аксонами); - аксодендритические синапсы (между аксоном одного нейрона и дендритом другого); - аксосоматические синапсы (между аксоном одного нейрона и телом другого); - дендродендритические (между дендритами двух или нескольких нейронов); - нервно-мышечные синапсы (между аксоном мотонейрона и исчерченным мышечным волокном); - аксоэпителиальные синапсы (между секреторным нервным волокном и гранулоцитом); - межнейронные синапсы (общее название синапсов между какими-либо элементами двух нейронов). Кроме этого, все синапсы делят на центральные (в головном и спинном мозге) и периферические (нервно-мышечные, аксоэпителиальные и синапсы вегетативных ганглиев). В соответствии с нейрохимическим принципом синапсы классифицируют по виду химического вещества - медиатора, с помощью которого происходит возбуждение и торможение эффекторной клетки. В адренер-гическом синапсе медиатором является адреналин, в холинергическом синапсе ацетилхолин, а в гамкергическом синапсе - гамма-аминомасляная кислота и др. По способу передачи возбуждения синапсы подразделяют на три группы. Первую составляют синапсы с химической природой передачи посредством медиаторов (например, нервно-мышечные); вторую синапсы с передачей электрического сигнала непосредственно с пресинаптической - на постсииаптическую мембрану (например, синапсы в клетчатке глаза). По сравнению с химическими синапсами они отличаются большей скоростью передачи сигнала, высокой надежностью и возможностью двусторонней передачи возбуждения. Третья группа представлена «смешанными» синапсами, сочетающими элементы как химической, так и электрической передачи. По конечному физиологическому эффекту, а также по изменению потенциала постсинаптической мембраны различают возбуждающие и тормозные синапсы. В возбуждающих синапсах в результате деполяризации постсинаптической мембраны генерируется возбуждающий постсинапти-ческий потенциал (ВПСП). В тормозных синапсах возможны два варианта процесса: - в пресинаптических окончаниях выделяется медиатор, гиперполя-ризующий постсииаптическую мембрану и вызывающий в ней тормозной постсинаптический потенциал (ТПСП); - тормозной синапс является аксоаксональным, т.е. еще до перехода возбуждения на область синапса обеспечивает пресинаптическое торможение. Электрический синапс(эфапс) — механическая и электропроводящая связь между двумя примыкающими нейронами, которая образуется в узкой щели между пре- и постсинаптическими нейронами (т. н. щелевой контакт). Различают пре- и постсинаптическую часть. В эфапсе I типа они разделены щелью в 2 нм (обычное межклеточное — 20 нм), во II типе щель отсутствует[1]. Благодаря прямому переходу ионов через такой синапс нервный сигнал передается ими практически без задержки. Это позволяет ракообразным, у которых такие синапсы совмещают нейроны, отвечающие за двигательную активность, минимизировать время между появлением опасности и моторной реакцией на нее — что часто является критическим при бегстве от хищника. Более общая функция электрических синапсов, основанная на проведении ими сигнала в обоих направлениях, заключается в синхонизации активности нейронных популяций. Например, нейроны ствола головного мозга, генерирующие ритмические электрические импульсы, которые обеспечивают дыхание, очевидно могут синхронизировать эту активность. Такая синхронизация достигается благодаря наличию в их популяции электрических синапсов, которые мгновенно возбуждают клетки, «отставшие» на каком-либо такте возбуждения от других. Популяции нейронов, где имеются электрические синапсы, которые обеспечивают синхронизацию возбуждения, обнаружены также в коре, таламусе, мозжечке и других частях мозга. Тот факт, что размер поры коннексонов электрических синапсов делает возможным переход из клетки в клетку молекул АТФ и вторичных мессенджеров, также играет важную роль в обеспечении синхронизации возбуждения и метаболизма нейронов — последнее особенно важно для клеток нейроглии, сочетание которых электрическими синапсами было открыто недавно. Аутопс???? №73 Типы синапсов. Принципы объемной трансмиссии. Типы синапсов. Синапсы на типичном нейроне в головном мозгу являются либо возбуждающими либо тормозными, в зависимости от типа выделяющегося в них медиатора. Они различаются морфологически под электронным микроскопом: для возбуждающих синапсов характерны сферические пузырьки и сплошное утолщение постсинаптической мембраны (1-ый тип), а для тормозных – уплощённые пузырьки и несплошное утолщение мембраны (2-й тип). Синапсы можно также классифицировать по их расположению на поверхности воспринимающего нейрона – на теле клетки, на стволе или "шипике" дендрита, или на аксоне. Понятие синапс было введено в конце XIX века Ч. Шеррингтоном, который под этим термином понимал структуру, которая опосредует передачу сигнала от окончания аксона нервной клетки к эффектору – нейрону, мышечному волокну, секреторной клетке. В зависимости от способа передачи выделяют химические, электрические и смешанные синапсы. В электрических синапсах ПД пресинаптических окончаний обеспечивает деполяризацию постсинаптической мембраны. Морфологическую основу электрической передачи составляет высокопроводящий ("низкоомный") щелевой контакт, для которого характерны тесное соприкосновение пре- и постсинаптической мембран (ширина синаптической щели 2-4 нм), большая площадь контакта этих мембран, наличие ультраструктур, снижающих электрическое сопротивление в области контакта. Для электрической синаптической передачи характерны: отсутствие синаптической задержки; проведение сигнала в обоих направлениях; независимость передачи сигнала от потенциала пресинаптической мембраны; устойчивость к изменениям концентраций концентрации Ca2+ и Mg2+, низкой температуре, некоторым фармакологическим воздействиям. Наиболее распространены электрические синапсы у беспозвоночных и низших позвоночных. Электрические синапсы находятся между нервными клетками, однотипными по структуре и функциям. В химическом синапсе нервный импульс вызывает освобождение из пресинаптических окончаний химического посредника – нейромедиатора, который диффундирует через синаптическую щель (шириной в 10-50 нм) и вступает во взаимодействие с белками-рецепторами постсинаптической мембраны, в результате чего генерируется постсинаптический потенциал. Химические синапсы являются преобладающими у млекопитающих. Для химической передачи характерны: одностороннее проведение сигнала; усиление сигнала; конвергенция многих сигналов на одной постсинаптической клетке; пластичность передачи сигналов (обучение, память и т. д.). Классификация: тормозные и возбуждающие; аксо-соматические, аксо-дендритные…; холинергические, адренергические, пуринергические, пептидергические и т. д. Существует 2 типа химических синапсов: 1. Тип I. Синаптическая щель шириной около 30 нм, сравнительно большая зона контакта (1-2 мкм в поперечнике), заметное накопление плотного матрикса под постсинаптической мембраной. Характерны большие везикулы (диаметр 30-60 нм). 2. Тип II. Синаптическая щель шириной около 20 нм, сравнительно небольшая зона контакта (менее 1 мкм), уплотнения мембран выражены умеренно и симметричны. Характерны небольшие везикулы (диаметр 10-30 нм). Принцип объемной трансмиссии. Не так давно типичным химическим синапсом считалось нервно-мышечное соединение, морфофункциональная организация которого обеспечивает быструю передачу сигнала по "анатомическому адресу". В нервной системе часто можно найти системы, в которых передача происходит по "химическому адресу", т.е. ее специализированность определяется не морфологическим контактом пре- и постсинаптических структур, а тем обстоятельством, что специальные рецепторы находятся только на клетках-мишенях. В последние годы в литературе находится много подтверждений, что межмедиаторное взаимодействие в ЦНС частично реализуется несинаптическим путём. Новый нейротрансмиттерный механизм получил название объёмной передачи. Он основан на медленной диффузии нейромедиаторов по межклеточному пространству и их действии на отдалённые от места выброса несинаптические рецепторы. №74 Гистогенез нервной системы и развитие нейронов. Нервная система развивается из нервной трубки и ганглиозной пластинки. Из краниальной части нервной трубки дифференцируется головной мозг и органы чувств. Из туловищного отдела нервной трубки и ганглиозной пластинки формируется СМ, спинномозговые и вегетативные узлы и хромаффинная ткань организма. Особенно быстро возрастает масса клеток в боковых отделах нервной трубки, тогда как дорсальная и вентральная ее части не увеличиваются в объеме и сохраняют эпендимный характер. В этой стадии развития в боковых стенках нервной трубки можно различить 3 зоны: эпендиму, плащевой слой и краевую вуаль. Из плащевого слоя развивается серое вещество СМ, а из краевой вуали – белое вещество. Одновременно с развитием СМ закладываются спинномозговые и периферические вегетативные узлы. Исходным элементом для них служат клеточные элементы ганглиозной пластинки, дифференцирующиеся в нейробласты и глиобласты, из которых образуются клеточные элементы спинномозговых ганглиев. В нейрогистогенезе различают стадии медуллобластов, нейробласта, молодого нейрона и зрелого нейрона. Медуллобласты интенсивно делятся митозом. Стадия нейробласта характеризуется миграцией клеток, при этом необратимо блокируется способность клеток к пролиферации. В цитоплазме нейробластов определяются хорошо развитая гранулярная эпдоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и митохондрии. Начинается синтез специфических белков нервных клеток, входящих в состав нейрофиламентов и микротрубочек. Появляется конус роста аксона. Стадия молодого нейрона характеризуется ростом отростков, увеличением объема клетки, образованием хроматофильной субстанции и появлением первых синапсов. Дифференцировка нейробластов в нейроны происходит группами (гнездами), так что все их аксоны растут в виде пучка нервных волокон в одном направлении, образуя в дальнейшем проводящие пути и нервы. Важной особенностью гистогенеза является запрограммированная гибель нейронов по типу апоптоза. Например, в гистогенезе спинного мозга позвоночных до 40-50% нервных клеток передних рогов гибнет после завершения пролиферативной фазы. Самой продолжительной стадией является стадия зрелого нейрона, на протяжении которой нейрон приобретает свою окончательную форму и специфическую гистохимическую организацию. Наряду с дифференцировкой нейронов происходит все более глубокая их интеграция в составе рефлекторных дуг. Между нейронами устанавливаются многочисленные синаптические связи. Сложный характер приобретают взаимодействия между нервными и глиальными клетками. №75 Спинномозговой узел и первичночувствующие нейроны, их классификация, величина и значение, нейрохимическая специализация. Спинномозговые узлы - парные образования, расположенные по ходу задних корешков спинномозговых нервов. Узлы развиваются из нервных гребней, выделяющихся из нервной пластинки на стадии нервного желобка. Дефинитивный узел покрыт плотной соединительнотканной капсулой. От капсулы внутрь узла вместе с мелкими кровеносными сосудами проникает соединительная ткань, образуя интерстиций узла. В последнем располагаются первично-чувствительные нейроны, или протонейроны, Их тела находятся на периферии узла. У многих животных клетки собраны в ганглиомеры (группы). Центральную часть узла занимают нервные волокна - аксоны и дендриты протонейронов. Основным клеточным элементом ганглия является псевдоунино-лярный нейрон. В эмбриональном развитии он закладывается как биполярная клетка и сохраняется у человека двухотростчатым только в узлах преддверия и улитки. Во всех спинномозговых узлах, а также в ганглиях V, IX и X пар черепно-мозговых нервов образуется псевдоуниполярный нейрон. Его первичный отросток делает несколько оборотов вокруг тела клетки, образуя инициальный клубок. Покинув клубок, отросток устремляется в центр узла и делится на тонкую центральную ветвь - аксон (задний чувствительный корешок) и толстую периферическую - дендрит. Обе ветви покрыты миелиновой оболочкой. Тело нейрона шаровидной формы, в центре расположено ядро с четкой кариолеммой. Хорошо развиты аппарат Гольджи и хондриом (группы небольших митохондрий). Также характерно наличие липофусцина в крупных нейронах и меланина в малых и средних клетках. Количество пигмента увеличивается с возрастом. Тело нейрона окружают сателлиты олигодендроциты с небольшим телом и короткими, мало ветвящимися отростками, создавая глиальный барьер толщиной около 0,5 мкм. Морфологическая классификация протонейронов: I.Крупные А-нейроныс размером тела 61120 мкм. Дендриты толщиной 12-20 мкм обладают самой высокой скоростью проведения импульса - от 75 до 120 м/сек. Они образуют чувствительные нервные окончания суставов, сухожилий, поперечнополосатых мышечных волокон, т.е. являются про-приорецепторами. Аксоны этих клеток заканчиваются на клетках ядра Кларка, тонком и клиновидном ядрах продолговатого мозга. 2.Средние В-нейроны с размером тела 31-60 мкм. Дендриты толщиной 6-12 мкм, их терминали формируют тельца Фатер-Пачини и осязательные рецепторы Мейснера, а также вторичные окончания мышечных веретен. Нервный импульс проходит со скоростью 25-75 м/сек. Аксоны образуют синапсы на нейронах собственного ядра заднего рога, нейронах ядра Кларка, тонком и клиновидном ядрах. 3. Малые Снейроны с диаметром тела 15-30 мкм. Их дендриты толщиной от 0,5 до 5 мкм проводят импульс со скоростью 0,5-30 м/сек. Эти волокна образуют температурные и болевые экстерорецепторы. Аксоны формируют синапсы на нейронах Роландова вещества и собственного ядра заднего рога спинного мозга. Нейрохимическая классификация: 1. ГАМК-ергические нейроны. 2. Глутамат-ергические нейроны. 3. Холинергические нейроны. 4. Аспартатергические нейроны. 5. Нитроксидергические нейроны. 6. Пептидергические нейроны (вещество Р, кальцитонин, соматостатин, холецистокинин, VIP и Yпептид). Каждый сегмент тела иннервируется соответствующим спинномозговым узлом и частично дополняется волокнами из выше- и нижележащих ганглиев. Удаление трех рядом лежащих узлов вызывает в районе их иннервации нарушения трофики. Основная функция спинальных ганглиев рецепторная. №76 Пластинчатая и ядерная организация серого вещества СМ. Клеточная колонка. Спинной мозг - наиболее древний орган ЦНС и у всех позвоночных имеет общие черты строения. Его центральная часть представлена серым веществом, образованным телами нейронов, безмиелиновыми нервными волокнами, глиальными клетками. На периферии - белое вещество, представленное миелиновыми волокнами, фибриллярными астроцита-ми, иногда встречаются гетеротопические нейроны. Средняя длина спинного мозга 43-45 см. Количество сегментов 31-33. Сегменты однотипны по строению, хотя иннервируют разные участки и органы. Каждый метамер иннервируется из трех рядом лежащих сегментов. Спинной мозг развивается из нервной трубки, в которой камбиальные клетки чувствительных и двигательных зон серого вещества имеют дорсо-вентральную ориентацию и в процессе гистогенеза дают начало нейронам, группирующимся в 10 слоях или пластинках. В дефинитивном спинном мозге различают: 1) эпендиму, выстилающую центральный канал; 2) серое вещество, представленное передними, задними и боковыми рогами; 3) белое вещество, разделенное на задние, боковые и передние канатики. Серое вещество представлено мультиполярными нейронами трех основных типов: 1.Изодендритические нейроны - филогенетически наиболее древний тип с немногочисленными длинными и прямыми слабо ветвящимися дендритами. Располагаются в промежуточной зоне, в небольших количествах есть в передних и задних рогах. Отвечают за интероцептивную чувствительность. 2. Идиодендритические нейроны - с большим количеством густо ветвящихся дендритов, переплетающихся и имеющих вид куста или клубка. Эти нейроны характерны для двигательных ядер передних рогов, в частности студневидного вещества и ядра Кларка. Отвечают за болевую, тактильную и проприоцептивнуто чувствительность. 3. Аллодендритические нейроны переходная форма, по степени развития дендритного дерева занимает промежуточное положение. Располагаются в дорсальной части передних и вентральной части задних рогов, типичны для собственного ядра заднего рога. Интернейроны, на которые переключается информация с волокон задних корешков, находятся в студенистом веществе заднего рога, его собственном ядре, ядре Кларка и ядрах задних канатиков, которые лежат на границе спинного и продолговатого мозга и рассматриваются как продолжение задних рогов. Пластинчатая организация серого вещества хорошо видна на сагиттальной проекции. Основатель пластинчатой организации Рексед, 1950 г. Все нейроны группируются в 10 пластинках. Пластинки с I по VI соответствуют задним рогам, VII - промежуточной зоне, VIII-IX - передним рогам, X - нейронам, расположенным около центрального канала. В пластинках нейроны группируются в колонки. Каждая колонка соответствует определенной территории на периферии. I пластина образована многими мелкими нейронами и крупными веретеновидными клетками, лежащими параллельно самой пластине. В нее входят афференты от болевых рецепторов, а также аксоны нейронов II пластины. Выходящие отростки контрлатерально (то есть, перекрестно — отростки правого заднего рога по левым канатикам и наоборот) несут информацию о болевой и температурной чувствительности в головной мозг по передним и боковым канатикам (спиноталамический тракт). II и III пластины образованы клетками, перпендикулярными к краям пластин. Соответствуют желатинозной субстанции. Обе афферируются отростками спиноталамического тракта и передают информацию ниже. Участвуют в контроле проведения боли. II пластина также отдает отростки к I пластине. IV пластина соответствует собственному ядру. Получает информацию от II и III пластин, аксоны замыкают рефлекторные дуги спинного мозга на мотонейронах и участвуют в спиноталамическом тракте. V и VI пластины образуют шейку заднего рога. Получают афференты от мышц. VI пластина соответствует ядру Кларка. Получает афференты от мышц, сухожилий и связок, нисходящие тракты от головного мозга. Из пластины выходят два спиномозжечковых тракта: тракт Флешига (вариант: Флексига) (tractus spinocerebellaris dorsalis) — выходит ипсилатерально (то есть в канатик своей стороны) в боковой канатик тракт Говерса (tractus spinocerebellaris ventralis) — выходит контрлатерально в боковой канатик VII занимает значительную часть переднего рога. Почти все нейроны этой пластины вставочные (за исключением эфферентных нейронов Nucleus intermediolateralis). Получает афферентацию от мышц и сухожилий, а также множество нисходящих трактов. Аксоны идут в IX пластину. VIII пластина расположена в вентро-медиальной части переднего рога, вокруг одной из частей IX пластины. Нейроны ее участвуют в проприоспинальных связях, то есть связывают между собой разные сегменты спинного мозга. Пластина IX не едина в пространстве, ее части лежат внутри VII и VIII пластин. Она соответствует моторным ядрам, то есть является первичной моторной областью, и содержит мотонейроны, расположенные соматотопически (то есть представляет собой «карту» тела), например, мотонейроны мышц-сгибателей залегают обычно выше мотонейронов мышц-разгибателей, нейроны, иннервирующие кисть — латеральнее, чем иннервирующие предплечье, и т. д. X пластина расположена вокруг спинального канала, и отвечает за комиссуральные (между левой и правой частями спинного мозга) и другие проприоспинальные связи. На поперечных срезах ярче видна ядерная организация нейронов, описанная Рамон и Кахалем. Ядра задних рогов (чувствительные): краевая зона Лиссауэра, студенистое вещество Роланда, собственные ядра, грудное ядро, или ядро Кларка. Ядра боковых рогов (вегетативные, симпатические): латеральные и медиальные промежуточные ядра. Ядра передних рогов (двигательные): 5 групп ядер - передние латеральные и медиальные, задние латеральные и медиальные, центральные ядра, клетки Реншоу, ядро Кахаля. №77 Основные типы нейронов СМ и центры ноцицептивной, висцеральной и проприоцептивной чувствительности. Роландово вещество как нервный центр боли. Среди нейронов СМ можно выделить следующие виды клеток: корешковые клетки, нейриты которых покидают СМ в составе его передних корешков, внутренние клетки, отростки которых заканчиваются синапсами в пределах серого вещества СМ и пучковые клетки, аксоны которых проходят в белом веществе обособленными пучками волокон, несущими нервные импульсы от определенных ядер СМ в его другие сегменты или в соответствубщие отделы головного мозга, образую проводящие пути. Отдельные участки серого вещества СМ значительно отличаются друг от друга по составу нейронов, нервных волокон и нейроглии. В задних рогах различают: губчатый слой, желатинозное вещество, собственное ядро заднего рога и грудное ядро. Губчатый слой задних рогов характеризуется широкопетлистым глиальным остовом, в котором содержится большое количество мелких вставочных нейронов. В желатинозном веществе преобладют глиальные элементы. Нервные клетки здесь мелкие и их количество незначительно. Задние рога богаты диффузно расположенными вставочными клетками. Это мелкие мультиполярные ассоциативные и комиссуральные клетки. Нейроны губчатой зоны, желатинозного вещества и вставочные клетки осуществляют связь между чувствительными клетками спинальных ганглиев и двигательными клетками передних рогов, замыкая местные рефлекторные дуги. В середине заднего рога располагается собственное ядро заднего рога. Оно состоит из вставочных нейронов, аксоны которых переходят на противоположную сторону СМ в боковой канатик белого вещества, где входят в состав вентрального спиномозжечкового и спиноталамического путей и направляются в мозжечок и зрительный бугор. Грудное ядро состоит из крупных вставочных нейронов с сильно разветвленными дендритами. Их аксоны выходят в боковой канатик белого вещества той же стороны и в составе дорсального спиномозжечкового пути поднимаются к мозжечку. В промежуточной зоне различают медиальное промежуточное ядро, нейриты клеток которого присоединяются к вентральному спиномозжечковому пути той же стороны, и латеральное промежуточное ядро, расположенное в боковых рогах. В передних рогах расположены самые крупные нейроны СМ, которые образуют значительные по объему ядра. Это корешковые клетки. В сером веществе СМ много рассеянных пучковых нейронов. Ноцицептивная чувствительность (болевая). Проводящими путями болевой чувствительности являются задние корешки соматических нервов, симпатические и некоторые парасимпатические афференты. Первые передают раннюю боль, вторые — позднюю. В целом восходящие пути ноцицептивной сенсорной системы примерно такие же, как и у других видов чувствительности. Для большинства афферентов первым уровнем переработки восходящей болевой сигнализации является спинной мозг. Здесь в сером веществе заднего рога в краевой зоне располагаются нейроны, от которых начинаются восходящие сниноталамические пути. Первичная боль проводится от нейронов I, IV—VI пластин, которые после перекреста по боковому канатику доходят до вентрального постеролатерального ядра зрительного бугра. Висцеральная чувствительность. Ближе к середине, лежат висцеральные чувствительные нейроны , образующие висцеральные чувствительные центры. Висцеральные чувствительные центры граничат с висцеральными моторными нейронами , которые лежат в нижней ( вентральной ) половине спинного мозга и образуют висцеральные моторные центры. Они переходят в соматические моторные центры, где лежат гигантские двигательные клетки, аксоны которых несут информацию, например в скелетную мускулатуру. От нижнего шейного до верхних поясничных сегментов спинного мозга серое вещество с каждой стороны образует выпячивание - боковой столб, который на поперечном разрезе представлен боковым рогом серого вещества спинного мозга. В боковых рогах находятся висцеральные моторные и чувствительные центры. Аксоны этих клеток проходят через передний рог спинного мозга и выходят из спинного мозга в составе передних корешков. Проприоцептивная чувствительность. ????????????? Роландово вещество. На верхушках задних рогов находятся скопления мелких клеток, отдаленно напоминающие студень. Это студенистое или желатинозное вещество — желатинозная субстанция Роланда, состоящая из мелких нервных кистей — телец Гирке — Вирхова. Желатинозная субстанция — это замкнутая, высоко специализированная система, простирающаяся вдоль всего спинного мозга, позади задних рогов серого вещества. К ней подходят как толстые, так и тонкие афферентные волокна. В формировании чувства боли она играет, по мнению современных исследователей, особо важную роль. Раздражение ее некоторыми химическими веществами вызывает иногда у животных сильнейшую боль в конечностях и туловище. Сенсорная чувствительность имеет в спинном мозге пространственную ориентацию. Экстероцептивная чувствительность - болевая, температурная и тактильная - ориентирована на нейроны студневидного вещества и собственного ядра заднего рога. Висцеральная чувствительность - преимущественно на нейроны промежуточной зоны. Проприоцептивная - на ядро Кларка, тонкое и клиновидное ядра. №78 Нервный аппарат СМ – собственный и координационный. Их организация. Собственный аппарат включает серое вещество спинного мозга с задними и передними корешками и собственными пучками белого вещества (fasciculi proprii), окаймляющими серое в виде узкой полосы. По развитию собственный аппарат является образованием филогенетически более старым и потому сохраняет примитивные черты строения - сегментарность, отчего его называют также сегментарным аппаратом спинного мозга в отличие от остального несегментированного аппарата двусторонних связей с головным мозгом. Таким образом, нервный сегмент - это поперечный отрезок спинного мозга и связанных с ним правого и левого спинномозговых нервов, развившихся из одного невротома (невромера). Он состоит из горизонтального слоя белого и серого вещества (задние, передние и боковые рога), содержащего нейроны, отростки которых проходят в одном парном (правом и левом) спинномозговом нерве и его корешках. Проводниковый аппарат спинного мозга является составной частью интеграционного аппарата и обеспечивает двустороннюю связь спинного мозга с интеграционными центрами головного мозга и включает: афферентные и эфферентные пути (тракты), а также расположенные по ходу афферентных путей собственные ядра задних рогов. №79 Уоллеровская дегенрация и ее стадии. После перерезки (травмы) периферического нервного волокна наступает дегенерация осевого цилиндра — уоллеровская дегенерация. В перикарионе исчезает вещество Ниссля (хроматолиз), ядро перемещается на периферию. В проксимальном отрезке (ближе к телу) нервного волокна происходит распад миелинового слоя и осевого цилиндра только вблизи травмы. В дистальном отрезке — миелиновый слой и осевой цилиндр фрагментируются и разрушаются на всем протяжении до рабочего органа. Леммоциты и макрофаги фагоцитируют продукты распада и очищают место повреждения (обычно в течение 1-й недели). Затем Леммоциты размножаются и образуют дорожки — ленты Бюнгнера. На проксимальном отрезке осевого цилиндра образуется наплыв аксоплазмы — колба роста. В дальнейшем колба роста осевого цилиндра растет по дорожке из леммоцитов со скоростью 2–4 мм/сут, пока не достигнет иннервируемого органа. При этом осевой цилиндр разветвляется на несколько отдельных веточек, самостоятельно растущих по «дорожке» лент Бюнгнера. Через 4–6 недель в целом восстанавливается строение и функции нейрона, появляется хроматофильная субстанция. Вокруг осевого цилиндра формируется миелиновая оболочка, восстанавливается нервное окончание. Избыточные коллатерали дегенерируют, остаются только те волокна, которые достигли соответствующих окончаний. Если существует препятствие для врастания аксонов центрального отрезка нерва в тяжи леммоцитов периферического отрезка (обширная травма, воспалительный процесс, наличие рубца, сильное повреждение сосудов и нарушение кровоснабжения нерва), аксоны центрального отрезка растут беспорядочно и могут образовывать клубок, называемый ампутационной невромой. При ее раздражении возникает сильная боль, которая воспринимается как происходящая из первоначально иннервируемой области, например как боль в ампутированной конечности (фантомные боли). Поврежденные нервные волокна в спинном и головном мозге не регенерируют (исключение аксоны нейросекреторных нейронов гипоталамуса). Возможно это не происходит потому, что в ЦНС глиоциты лишены базальной мембраны и не получают хемотаксических факторов, необходимых для проведения регенерации. Стимулируется регенерация фактором роста слюнных желез, простатой, гормонами, витаминами (особенно В12, фолиевая кислота и др.), препаратами РНК и ДНК и др. №80 Организация белого вещества спинного мозга. Белое вещество спинного мозга представлено отростками нервных клеток, которые составляет тракты, или проводящие пути спинного мозга: 1) короткие пучки ассоциативных волокон , связывающие сегменты спинного мозга, расположенные на различных уровнях; 2) восходящие (афферентные, чувствительные) пучки, направляющиеся к центрам большого мозга имозжечка ; 3) нисходящие (эфферентные, двигательные) пучки, идущие от головного мозга к клеткам передних рогов спинного мозга . Белое вещество спинного мозга располагается по периферии серого вещества спинного мозга и представляет собой совокупность миелинизированных и отчасти маломиелинизированных нервных волокон , собранных в пучки. В белом веществе спинного мозга расположены нисходящие волокна(идущие из головного мозга) и восходящие волокна , которые начинаются от нейронов спинного мозга и проходят в головной мозг . По нисходящим волокнам передается преимущественно информация от моторных центров головного мозга к мотонейронам (двигательным клеткам) спинного мозга. Повосходящим волокнам поступает информация как от соматических, так и от висцеральных чувствительных нейронов. Расположение восходящих и нисходящих волокон носит закономерный характер. На спинной (дорсальной) стороне расположены преимущественно восходящие волокна , а набрюшной (вентральной) - нисходящие волокна . Борозды спинного мозга разграничивают белое вещество каждой половины на передний канатик белого вещества спинного мозга , боковой канатик белого вещества спинного мозга и задний канатик белого вещества спинного мозга ( рис. 7 ). Передний канатик ограничен передней срединной щелью и переднебоковой бороздой . Боковой канатик расположен между переднебоковой бороздой и заднебоковой бороздой . Задний канатик находится между задней срединной бороздой и заднебоковой бороздой спинного мозга . Белое вещество обеих половин спинного мозга связано двумя комиссурами (спайками): дорсальной, лежащей под восходящими путями, и вентральной, находящейся рядом с моторными столбами серого вещества . В составе белого вещества спинного мозга различают 3 группы волокон (3 системы проводящих путей): - короткие пучки ассоциативных (межсегментных) волокон, связывающие участки спинного мозга на различных уровнях; - длинные восходящие (афферентные, чувствительные) проводящие пути, которые идут от спинного мозга к головному; - длинные нисходящие (эфферентные, двигательные) проводящие пути, идущие от головного мозга к спинному. Межсегментные волокна образуют собственные пучки, расположенные тонким слоем по периферии серого вещества и осуществляющие связи между сегментами спинного мозга. Они присутствуют в переднем, заднем и боковом канатиках. Большую часть переднего канатика белого вещества составляют нисходящие проводящие пути. В боковом канатике белого вещества есть и восходящие, и нисходящие пути. Они начинаются как изкоры больших полушарий , так и от ядер ствола головного мозга. В заднем канатике белого вещества расположены восходящие проводящие пути. В верхней половине грудной части и в шейной части спинного мозга задняя промежуточная борозда спинного мозга делитзадний канатик белого вещества на два пучка: тонкий пучок (пучок Голля) , лежащий медиально , иклиновидный пучок (пучок Бурдаха) , расположенный латерально . Тонкий пучок содержит афферентные пути , идущие от нижних конечностей и от нижней части тела. Клиновидный пучок состоит изафферентных путей , проводящих импульсы от верхних конечностей и от верхней части тела. Разделение заднего канатика на два пучка хорошо прослеживается в 12 верхних сегментах спинного мозга начиная с 4-го грудного сегмента. Нужно отметить, что собственно от нейронов спинного мозга начинаются только межсегментарные ивосходящие в головной мозг волокна . Поскольку они происходят от спинальных нейронов, их еще называют эндогенными (внутренними) волокнами. Длинные нисходящие волокна обычно начинаются от нейронов головного мозга. Их называют экзогенными (внешними) волокнами спинного мозга. К экзогенным волокнам относят и входящие в спинной мозг отростки чувствительных нейронов, расположенных в ганглиях задних корешков . Отростки этих нейронов формируют длинные восходящие волокна, достигающие головного мозга и составляющие большую часть заднего канатика. Каждый сенсорный нейрон формирует и вторую, более короткую межсегментарную ветвь. Она распространяется только на несколько сегментов спинного мозга. №81 Корковая колонка как функциональная и структурная единица коры большого мозга. Функциональной единицей коры является вертикальная колонка взаимосвязанных нейронов. Вытянутые по вертикали крупные пирамидные клетки с расположенными над ними и под ними нейронами образуют функциональные объединения нейронов. Все нейроны вертикальной колонки отвечают на одно и то же афферентное раздражение одинаковой реакцией и совместно формируют эфферентные ответы пирамидных нейронов. По мере надобности вертикальные колонки могут объединяться в более крупные образования, обеспечивая сложные реакции. Наиболее перспективными явились исследования по выявле¬нию закономерностей внутренних связей между корковыми клет¬ками. Наряду с горизонтальными связями в пределах одного слоя были обнаружены связи по вертикали между слоями. На ра-диальное расположение нейронов обратил внимание еще фон Экономо, которому принадлежит термин «колонка» применитель¬но к корковой организации. Позже при использовании мето¬да ретроградного транспорта было установлено, что у кошек кортико-спинальные нейроны располагаются гнездами по 5—10 клеток на участке среза 300— 500 мкм. Этот же принцип оказал¬ся справедливым для организации каллозальных и ассоциативных кортико-кортикальных проекций, выходы и входы которых образовывают радиальные колонки. Характерной чертой любой кортикальнои колонки явились организованные в пучки таламокортикальные_ волокна и пучки апикальных дендритов пирамидных нейронов. Создавалось впечатление, что горизонтальная слоистость коры определяется клеточными мишенями, на которые проецируются волокна; вертикальная организация колонки создаётся спецификой афферентного входа, а нейроны внутри колонки переключают входящую в слой IV таламо-кортикальную импульсацию и распространяют её в вертикальном направлении. Используя метод Ф.Ниссля, С.Экономо и Дж.Коскинас в 1925 году обнаружили, что гигантские пирамидные клетки Беца в слое V сенсомотороной коры группируются в гнёзда по три и более клеток, регулярный интервал между такими гнёздами в среднем 380+/- 50 мкм. Леренте до Но в 1937 г. с помощью импрегнационных методов показал, что оперативной единицей коры является вертикально организованная группа клеток, теснее связанных вдоль вертикальной оси, чем по горизонтали. В.Маунткасл в 1957г. отмечал, что соматосенсорная кора кошек организована в «элементарные функциональные единицы» — колонки клеток ориентированные перпендикулярно поверхности коры и вовлекающие все клеточные слои. Диаметр вертикальной колонки, по его мнению, составляет 500мкм, а все нейроны, входящие в неё обладают одинаковыми свойствами. Выдвинутая им гипотеза колончатой организации неокортекса получила широкое распространение была подтверждена применительно к затылочной, височной, моторной и другим корковым зонам. Напомним основные принципы этой гипотезы: 1) Все нейроны колонки отвечают за одну и ту же модальность стимуляции; 2) Все нейроны имеют почти одинаковые периферические рецептивные поля; 3) На периферическую стимуляцию все нейроны отвечают с одинаковым латентным периодом; 4) Колонки нейронов, отвечающие на различные модальности стимуляции, пространственно разнесены; 5) Активация одной колонки вызывает торможение соседних колонок. Развивая свою гипотезу колончатой организации неокортекса, В.Маунткасл частично изменил некоторые свои прежние положения. В своих последних работах он пишет, что каждая колонка или модуль могут представлять собой локальную нервную цепь, которая обрабатывает информацию, передаёт её со своего входа на выход и при этом подвергает её трансформации, определяемой общими свойствами структуры и её внешними связями. В активности такой колонки могут отражаться несколько переменных признаков сигналов, распределённых на двумерной матрице. Между упорядоченным группами колонок в коре и подкорковых структурах существуют специфические связи и топологические отношения. Причём признаки, по которым происходит идентификация колонок и групп колонок, для разных областей коры могут различаться. Колончатость строения коры допускает частичное перекрытие афферентации топографически близких рецептивных полей на периферии. Дивергенция выходов одной колонки обеспечивает селетивную обработку определённых параметров конвергирующих входных сигналов той же колонки. Основной единицей коры мозга В.Маунткасл считает мини-колонку, представляющую собой вертикальный цилиндр диаметром около 30 мкм и содержащую около 110 клеток. Более крупное объединение – макроколонка диаметром от 500 до 1000 мкм содержит несколько сот микроколонок. Применительно к зрительной коре, например, одна микроколонка служит единицей картирования параметра ориентационной специфичности в каждой доминантной по глазу половине пары, составляющей макроколонку стриарной коры. Благодаря интрамодульным связям (многочисленным избирательным и специфичным) возникают более обширные объединения нескольких структур мозга, названные распределёнными системами. Последние состоят из множества модульных элементов, связанные между собой в «эшелонированные» параллельные и последовательные объединения со многими входами и выходами. Функция распределённой системы не локализуется ни в одной из её частей, она представляет собой динамическую активность смой системы как таковой. Итак, казалось бы, наличие колонок в коре получает строгое функциональное объяснение, которое может быть использовано для рассмотрения корковых механизмов и сенсорной дискриминации и коркового контроля произвольных движений. Однако, некоторые факторы заставляют внести существенные коррективы в наше представление о конструкции коры, которое сложилось за многие годы развития так называемой топографической гипотезы. Согласно этой гипотезе сенсорное картирование на поверхности коры обеспечивается строго по топографическому принципу. Например, применительно к сома¬тической сенсорной системе — это так называемый гомункулюс, который впервые описан У. Пенфилдом и И. Расмуссеном и представляет собой несколько искаженное изображение челове-ческого тела, наложенное на поверхность соматосенсорной коры. Между топографической и колончатой гипотезами существуют противоречия относительно модальной специфичности, подобия рецептивных полей, сходства латентных периодов, а также по не¬возможности различения границ колонок. Отмечается, что если колонкообразные структуры и существуют, то их трудно опре¬делить нейрофизиологическими методами. Противоречивость тео¬ретических концепций усиливается благодаря терминологической путанице, что произошло и с «колончатой» гипотезой, которая базировалась на ряде постулатов, не подтвердившихся современ¬ными исследованиями. Кроме того, колончатая гипотеза недостаточно учитывает наличие широкой конвергенции к одному и тому же корковому нейрону афферентных влияний различных модальностей и субмодальностей. Исследования на бодрствующих животных показали, что процент мономодальных узкоспецифичных корковых нейронов весьма незначителен. Этого и следовало ожидать, если принято во внимание множество аппаратов докорковой интеграции. Однако при этом нельзя исключить случаев выраженной функциональной специализации и структурной дифференциации корковых нейронов той или иной сенсорной сферы. Например, в соматосенсорной коре грызунов описаны выраженные структурные объединения типа бочонков с их высокой специализацией при иннервации вибрисс. Как правило, в коре млекопитающих мы имеем дело с сенсорной интеграцией высшего порядка, и поиски однозначной связи структурных единиц – корковых модулей и актов сенсорной дискриминации должны проводиться, по крайней мере, с большой осторожностью. № 82 Клеточный состав корковой колонки большого мозга. Пирамидные и непирамидные нейроны, их характеристика. Кора больших полушарий наиболее сложный нервный центр экранного типа. Нейроны мультиполярные, но очень разноообразные и делятся на пирамидные и непирамидные. У пирамидных клеток треугольная форма и от основания отходит аксон, который образует синапсы с другими пирамидными клетками. По форме различают мелкие, средние, крупные и гигантские. Две последние разновидности являются эфферентными. Непирамидные клетки очень разнообразные. Они воспринимают афферентные сигналы и передают пирамидным клеткам. Нейроны расположены шестью слоями. Молекулярный, наружный зернистый слой, пирамидный, внутренний зернистый, ганглионарный и слой полиморфных клеток. Гигантские клетки Беца расположены в 5 слое, их аксоны выходят из коры и проецируются на ядра головного и спинного мозга. В 1981 г. группе ученых нейрофизиологов была присуждена Нобелевская премия за разработку модульного принципа организации коры больших полушарий. Согласно этому учению морфофункциональной единицей коры считается колонка-модуль. Это цилиндр примерно из 5000 нейронов, включающий все 6 слоев. Все ее нейроны отвечают на сигнал определенной модальности. Колонка включает: 1) вход: а) кортико-кортикальное волокно от других колонок. Оно идет в центре и образует окончания во всех слоях, в том числе и на пирамидных клетках; б) таламо-кортикальное волокно. Оканчивается на пирамидных клетках 5-го слоя или звездчатых клетках 4-го слоя, которые далее передают возбуждение на пирамидные клетки. 2)выход — аксоны пирамидных клеток. Аксоны средних пирамид 3-го слоя устанавливают связи с соседними колонками, а клетки Беца 5 слоя тянут аксоны в подкорковые ядра. 3) зона обработки информации. Это разнообразные вставочные нейроны, регулирующие работу пирамидных клеток. Как и в коре мозжечка, они, в основном, тормозные. Это аксо-аксонные клетки, клетки-«канделябры», корзинчатые клетки, клетки с двойным букетом дендритов (могут снимать торможение), клетки с аксонной кисточкой. №83 Слои и поля коры большого мозга. Гомотипичная и гетеротипичная кора. Кора головного мозга. Гистологическое строение коры. Ее нейроциты и глиоциты, кровоснабжение коры. Разобрать эффекторные нейроциты коры головного мозга (пирамидные и веретеновидные) и ассоциативные (звездчатые, паукообразные), их функциональное значение. Новая кора (гомогенетическая кора), ее слои. Эта кора характерна для лобных, теменных и височных долей. Она преобладает и представлена 6 слоями. Такая кора называется гомотипической. Меньшая часть новой коры называется гетеротипической и имеет либо пять слоев - это двигательная область, где выпадает 4-й слой, либо восемь слоев в зрительной области, в которой 4-й слой делится на три. 1.Молекулярный слой - это самый наружный слой серого вещества коры больших полушарий, он представлен ветвлениями дендритов пирамидных клеток, мелкими нейроцитами Кахаль - Ретциуса, горизонтальными нейроцитами, а также глиальными клетками и кровеносными сосудами. Последние, т.е. глиоциты и кровеносные сосуды, имеются во всех слоях коры, в связи с чем о них не упоминается при разборе строения следующих слоев коры головного мозга. 2. Наружный зернистый слой - представлен слоем малых и средних пирамидных нейроцитов. Их дендриты уходят в молекулярный слой, а аксоны проникают в лежащие глубже слои и в белое вещество. 3.Слой крупных пирамид состоит из пирамидных нейроцитов большей величины от 40 до 60 мкм. Их дендриты уходят в молекулярный слой, а нейриты - в белое вещество. 4.Внутренний зернистый слой - особо представлен в зрительной зоне коры, иногда он может отсутствовать (в прецентральной извилине). Этот слой образован мелкими звездчатыми нейроцитами. В этом слое много горизонтальных волокон. 5.Ганглионарный слой коры - образован крупными пирамидными нейроцитами. Среди них в прецентральной извилине имеются гигантские пирамиды (клетки Беца), описанные впервые киевским анатомом В. Я. Бецем в 1874 году. Высота клеток Беца достигает 120 мк, а ширина 80 мк. Нейриты клеток 5-го слоя образуют основную часть кортикоспинальных (пирамидных путей), заканчивающихся синапсами на мотонейронах спинного мозга. Это прямой путь от двигательного анализатора коры к двигательным клеткам ядер передних рогов спинного мозга. 6.Слой полиморфных клеток образован нейроцитами различной формы, основную массу которых составляют веретеновидные нервные клетки. Нейроциты этого слоя меньше других и лежат редко. Нейриты нервных клеток 6-го слоя коры головного мозга уходят в белое вещество в составе эфферентных путей головного мозга. В разных участках коры головного мозга количество слоев, густота клеток, толщина отдельных слоев, толщина коры в целом, характер перехода серого вещества в белое не одинаковы. Это позволило выделить различные поля коры головного мозга. В. Я. Бец описал 11 областей коры головного мозга. Позже Бродман выделил 54 поля. Последняя классификация считается более приемлемой. В качестве примеров можно привести 4 и 6-е поля в прецентральной извилине - двигательной области. В постцентральной извилине располагаются 1, 2, 3, 5 поля - кожный анализатор, 17-е поле - зрительный анализатор (8 слоев), 22-е поле - корковый центр слухового анализатора. Наиболее примитивной считается 2-слойная древняя кора шпорной борозды. Наряду с цитоархитектоническим принципом деления коры головного мозга на поля имеется еще миело архитектонический принцип, разработанный О. Фогтом. Этот ученый основал строение коры в зависимости от структуры и расположения мякотных нервных волокон, выделив при этом 240 полей. Согласно миелоархитектоническому принципу в коре головного мозга различают следующие слои: 1) слой тангенциальных волокон; 2) слой над полоской; 3) наружная полоска; 4) слой между полосками; 5) внутренняя полоска; 6) слой под полоской. В связи с разными сроками покрытия миелином нервных волокон, т.е. их «вызревания», предложен миелогенетический принцип деления коры головного мозга на поля. Флексиг на основании этого принципа выделил 40 полей: 1-13 - первичные поля, где нервные волокна приобретают миелин внутриутробно; 14-28 вторичные - мякотные волокна приобретают миелин в первый месяц после рождения; 29-40 - окончательные. В них нервные волокна приобретают миелин в течение первого года жизни. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КОРКОВЫХ ПОЛЕЙ По особенностям строения и функциональному значению отдельных корковых участков вся кора подразделяется на три основные группы полей — первичные, вторичные и третичные. Первичные поля связаны с органами чувств и органами движения на периферии. Они обеспечивают возникновение ощущений. К ним относятся, например, поле болевой и мышечно-сустав-ной чувствительности в задней центральной извилине коры, зрительное поле в затылочной области, слуховое поле в височной области и моторное поле в передней центральной извилине. В первичных полях находятся высокоспециализированные клетки-определители или детекторы, избирательно реагирующие только на определенные раздражения. Например, в зрительной коре имеются нейроны-детекторы, возбуждающиеся только при включении или при выключении света, чувствительные лишь к определенной его интенсивности, к конкретным интервалам светового воздействия, к определенной длине волны и т.д. При разрушении первичных полей коры возникают так называемые корковая слепота, корковая глухота и т.п. Вторичные поля расположены рядом с первичными. В них происходит осмысливание и узнавание звуковых, световых и других сигналов, возникают сложные формы обобщенного восприятия. При поражении вторичных полей сохраняется способность видеть предметы, слышать звуки, но человек их не узнает, не помнит значения. Третичные поля развиты практически только у человека. Это ассоциативные области коры, обеспечивающие высшие формы анализа и синтеза и формирующие целенаправленную поведенческую деятельность человека. Третичные поля находятся в задней половине коры — между теменными, затылочными и височными областями, и в передней половине —в передних частях лобных областей. Их роль особенно велика в организации согласованной работы обоих полушарий. Третичные поля созревают у человека позже других корковых полей и раньше других деградируют при старении. Функцией задних третичных полей является прием, переработка и хранение информации. Они формируют представление о схеме тела и схеме пространства, обеспечивая пространственную ориентацию движений. Передние третичные поля выполняют общую регуляцию сложных форм поведения человека, формируя намерения и планы, программы произвольных движений и контроль за их выполнением. Развитие третичных полей у человека связывают с функцией речи. Мышление возможно только при совместной деятельности различных сенсорных систем, объединение информации от которых происходит в третичных полях. При врожденном недоразвитии третичных полей человек не в состоянии овладеть речью и даже простейшими двигательными навыками. №84 Кора мозжечка. Строение и функции. Гистологическое строение коры мозжечка: нейроциты, глиоциты. Слои коры мозжечка: молекулярный, ганглиозный и зернистый слои. Молекулярный слой представлен в основном глией, выполняющей опорно-механическую и трофическую функции, а также дендритами клеток Пуркинье, звездчатыми и корзинчатыми нейроцитами. Звездчатые нейроциты названы так потому, что от их тела отходит большое количество дендритов, которые ветвятся в молекулярном слое. Нейриты этих клеток уходят в ганглиозный слой, где контактируют с грушевидными клетками. Корзинчатые клетки имеют несколько коротких дендритов и один нейрит, идущий поперек извилин, корзинообразно охватывая тела грушевидных клеток. Таким образом, звездчатые и корзинчатые ней-роциты осуществляют ассоциативную связь между клетками Пуркинье. Ганглиозный слой мозжечка представлен телами грушевидных клеток (клеток Пуркинье). Их дендриты уходят в молекулярный слой, а аксоны формируют эффекторные волокна мозжечка. От аксона грушевидных клеток на уровне зернистого слоя отходит возвратная ветвь, которая идет в молекулярный слой, где делится Т-образно. Эти веточки коллатерали аксона в молекулярном слое мозжечка идут вдоль извилин, образуя синапсы с дендритами ряда грушевидных клеток. Зернистый слой мозжечка представлен нейроцитами, получивших название клеток-зерен. Они бедны цитоплазмой и имеют относительно большое ядро. От тела клеток-зерен отходит 3-4 коротких дендрита, контактирующих с окончаниями приходящих в мозжечок афферентных (моховидных) волокон. Нейриты клеток-зерен проходят в молекулярный слой и Т-образно делятся на 2 ветви, которые идут вдоль извилин мозжечка, контактируя с дендритами грушевидных клеток. Наряду с клеткамизернами в зернистом слое коры мозжечка имеются звездчатые клетки Гольджи. Различают 2 вида этих клеток. Одни имеют короткие нейриты и лежат вблизи ганглионарного слоя. Их разветвленные дендриты распространяются в молекулярный слой, достигая их поверхности. Нейриты направляются в зернистый слой. Звездчатые клетки Гольджи с длинными нейритами имеют обильно ветвящиеся в зернистом слое дендриты и нейриты, выходящее в белое вещество. Предполагают, что эти клетки обеспечивают связь между различными областями коры мозжечка. Наряду с этими клетками в зернистом слое выделяют еще горизонтальные клетки Гольджи. Они располагаются между зернистым и ганглионарным слоями, имеют небольшое вытянутое тело, от которого в обе стороны отходят длинные горизонтально идущие дендриты, которые заканчиваются в ганглионарном и зернистом слоях. Нейриты данных клеток дают коллатерали в зернистый слой и уходят в белое вещество. В кору мозжечка поступают два вида афферентных нервных волокон - моховидные и лазящие. Моховидные, вероятно, принадлежат к оливомозжечковому и мостомозжечковому путям. Они заканчиваются на дендритах клеток-зерен. От последних импульс через нейрит поступает в молекулярный слой, где передается на дендриты грушевидных клеток. Лазящие волокна поступают в мозжечок, вероятно, по спиномозжечковому и вестибуломозжечковому путям. Они пересекают зернистый слой, прилегают к грушевидным клеткам и стелятся по их дендритам, образуя с ними синаптические связи. Таким образом, любые нервные импульсы, поступающие в мозжечок, достигают грушевидных клеток - основных эффектор-ных нейроцитов мозжечка. Особо следует отметить следующие межнейронные связи клеток Пуркинье: 1) связь вдоль извилин, осуществляемая аксонами клеток-зерен и коллатералями аксонов грушевидных клеток; 2) связь поперек извилин за счет аксонов корзинчатых клеток. Наряду с обсуждением нейроцитов коры мозжечка необходимо остановиться на глиальных клетках, уделив особое внимание глиоцитам с темными ядрами, расположенным между грушевидными клетками. Их отростки направляются к поверхности коры мозжечка и образуют Бергмановские волокна молекулярного слоя коры мозжечка. Эти волокна, многократно разветвляясь, поддерживают дендриты клеток Пуркинье. №85 Периферические узлы ВНС. Их клеточный состав, происхождение, образование. Вегетативные нервные узлы располагаются: вдоль позвоночника (паравертебральные ганглии); впереди от позвоночника (превертебральные ганглии); в стенке органов - сердца, бронхов, пищеварительного тракта, мочевого пузыря (интрамуральные ганглии); вблизи поверхности этих органов. К вегетативным узлам подходят миелиновые преганглионарные волокна, содержащие отростки нейронов центральной нервной системы. По функциональному признаку и локализации вегетативные нервные узлы разделяют на симпатические и парасимпатические. Большинство внутренних органов имеет двойную вегетативную иннервацию, т.е. получает постганглионарные волокна от клеток, расположенных как в симпатических, так и в парасимпатических узлах. Реакции, опосредуемые их нейронами, часто имеют противоположную направленность (так, например, симпатическая стимуляция усиливает сердечную деятельность, а парасимпатическая ее тормозит). Общий план строения вегетативных узлов сходен. Снаружи узел покрыт тонкой соединительнотканной капсулой. Вегетативные узлы содержат мультиполярные нейроны, которые характеризуются неправильной формой, эксцентрично расположенным ядром. Часто встречаются многоядерные и полиплоидные нейроны. Каждый нейрон и его отростки окружены оболочкой из глиальных клеток-сателлитов - мантийных глиоцитов. Наружная поверхность глиальной оболочки покрыта базальной мембраной, кнаружи от которой расположена тонкая соединительнотканная оболочка. Интрамуральные нервные узлы внутренних органов и связанные с ними проводящие пути ввиду их высокой автономии, сложности организации и особенностей медиаторного обмена иногда выделяются в самостоятельный метасимпатический отдел вегетативной нервной системы. В интрамуральных узлах русским гистологом Догелем А.С. описаны нейроны трех типов: 1. длинноаксонные эфферентные клетки I типа; 2. равноотросчатые афферентные клетки II типа; 3. ассоциативные клетки III типа. Длинноаксонные эфферентные нейроны (клетки Догеля I типа) - многочисленные и крупные нейроны с короткими дендритами и длинным аксоном, который направляется за пределы узла к рабочему органу, где образует двигательные или секреторные окончания. Равноотросчатые афферентные нейроны (клетки Догеля II типа) имеют длинные дендриты и аксон, уходящий за пределы данного узла в соседние. Эти клетки входят в качестве рецепторного звена в состав местных рефлекторных дуг, которые замыкаются без захода нервного импульса в ЦНС. Ассоциативные нейроны (клетки Догеля III типа) - это местные вставочные нейроны, соединяющие своими отростками несколько клеток I и II типа. Нейроны вегетативных нервных ганглиев, как и спинномозговых узлов, имеют эктодермальное происхождение и развиваются из клеток нервного гребня. №86 Общая характеристика вегетативной нервной системы. Симпатический и парасимпатический отделы. Схемы рефлекторных дуг. Автономная нервная система, регулирующая висцеральные функции организма, подразделяется на симпатическую и парасимпатическую, оказывающие различное влияние на иннервируемые вместе органы нашего организма. И в симпатической, и в парасимпатической системе есть центральные отделы, имеющие ядерную организацию (ядра серого вещества головного и спинного мозга), и периферические (нервные стволы, ганглии, сплетения). К центральным отделам парасимпатической нервной системы относят вегетативные ядра 3, 7, 9, 10 пар черепно-мозговых нервов и промежуточные латеральные ядра крестового отдела спинного мозга, а к симпатической нервной системе корешковые нейроны промежуточных латеральных ядер серого вещества тораколюмбального отдела позвоночника. Центральные отделы автономной нервной системы имеют ядерную организацию и состоят из мультиполярных ассоциативных нейроцитов вегетативных рефлекторных дуг. Для вегетативной рефлекторной дуги, в отличие от соматической, характерна двуч-ленность ее эфферентного звена. Первый преганглионарный нейрон эфферентного звена вегетативной рефлекторной дуги располагается в центральном отделе вегетативной нервной системы, а второй в периферическом вегетативном ганглии. Аксоны вегетативных нейронов центральных отделов, называемые преганглионар-ными волокнами (и в симпатическом и в парасимпатическом звене обычно миелиновые и холинергические) идут в составе передних корешков спинного мозга или черепных нервов и дают синапсы на нейронах одного из периферических вегетативных ганглиев. Аксоны нейронов периферических вегетативных ганглиев, называемые постганглионарными волокнами, заканчиваются эффекторными нервными окончаниями на гладких миоцитах во внутренних органах, сосудах, железах. Постганглионарные нервные волокна (обычно безмиелиновые) в симпатической нервной системе адре-нергические, а в парасимпатической — холинергические. Перифе-рические узлы вегетативной нервной системы, состоящие из мультиполярных нейронов, могут находиться вне органов — симпатические паравертебральные и превертебральные ганглии, парасимпатические узлы головы, а также в стенке органов — интрамуральные ганглии в стенке пищеварительной трубки и других органах. Ганглии интрамуральных сплетений содержат кроме эфферентных нейронов (как и другие вегетативные ганглии) чувствительные и вставочные клетки местных рефлекторных дуг. Три основных типа клеток выделяют в интрамуральных нервных сплетениях. Длинноаксонные эфферентные нейроны — клетки первого типа, имеющие короткие дендриты и длинный аксон, покидающий ганглий. Равноотростчатые, афферентные нейроны — клетки второго типа, содержат длинные дендриты и поэтому их аксоны морфологически различить не удается. Аксоны этих нейроцитов (показано экспериментально) образуют синапсы на клетках первого типа. Клетки третьего типа — ассоциативные, отдают свои отростки в соседние ганглии, заканчиваясь на дендритах их нейронов. В желудочно-кишечном тракте располагается несколько интрамуральных сплетений: подслизистое, мышечное (самое крупное) и подсерозное. В мышечном сплетении обнаружены холинергические нейроны, возбуждающие двигательную активность, тормозные — адренергические и пуринергические (неадренергические) с крупными электронно-плотными гранулами. Кроме этого имеются пептидэргические нейроны, выделяющие гормоны. Постганглионарные волокна нейронов интрамуральных сплетений в мышечной ткани органов образуют терминальные сплетения, содержащие варикознорасширенные аксоны. Последние содержат синаптические пузырьки — мелкие и светлые в холинергических мионевральных синапсах и мелкие гранулярные в адренергических.
